Задача данного уровня декомпозиции проектирования состоит в том, чтобы определить оптимальную последовательность переходов, рациональную форму, окончательные и промежуточные размеры заготовки.
Для технологической операции, не говоря уже о технологическом процессе в целом, характерна многовариантность, которая предполагает существование оптимального решения. Поиск (синтез) оптимальной операции включает в себя две задачи.
1. Структурную оптимизацию – создание оптимальной структуры операции (элементов системы СПИД, порядка выполнения переходов).
2. Параметрическую оптимизацию – определение оптимальных параметров (припусков и межпереходных размеров, режимов резания).
Вопрос №30 – Постановка задачи проектирования оптимального ТП.
Задача данного уровня декомпозиции проектирования состоит в том, чтобы определить оптимальную последовательность переходов, рациональную форму, окончательные и промежуточные размеры заготовки.
Для технологической операции, не говоря уже о технологическом процессе в целом, характерна многовариантность, которая предполагает существование оптимального решения.
Вопрос №31 – Структурная оптимизация ТП в САПР ТП.
Оптимизация на уровне маршрута и операции является структурной, так как связана в основном с выбором структуры процесса или операции. При структурной оптимизации наиболее общими методами оптимизации являются поисковые методы оптимизации.
Вопрос №32 - Поисковые методы оптимизации.
Они используются, так как не накладывают особых ограничений на критерий оптимизации и область существования решений. Суть поисковых методов оптимизации заключается в нахождении последовательности вариантов технологических процессов: Т1... Тi... Тn, где каждый последующий вариант предпочтительнее предыдущего, т. е. С(Тi) > С(Тi 1). В пределе указанная последовательность должна сходится к достаточно малой окрестности решения, т. е. варианту близкому к оптимальному. Наиболее часто применяют следующие поисковые методы оптимизации:
- метод случайного поиска;
- метод регулярного поиска;
- метод направленного поиска.
Вопрос №33 – Адаптация САПР ТП к условиям предприятия.
Адаптация к условиям предприятий заключается в следующем:
- формирование базы данных для технологического оснащения;
- формирование базы данных для заготовок, припусков и режимов резания;
- формирование базы данных для типовых и групповых технологических процессов;
- формирование базы знаний для фиксации особенностей технологических процессов данного предприятия;
- настройка САПР на те программные модули, которые будут использоваться на данном предприятии.
- настройка САПР на те технологические документы, которые применяются на данном предприятии.
Вопрос №34 – Концепция последовательной автоматизации.
Концепция последовательной автоматизации заключается в следующем:
- внедрение на первых этапах САПР с низким уровнем автоматизации;
- формирование баз данных параллельно с эксплуатацией САПР;
- настройка на технологические особенности предприятия так же вести параллельно с эксплуатацией САПР.
Различают 3 уровня.
^ Первый уровень автоматизации - автоматизация низкого уровня, при которой автоматизировано только оформление технологической документации (маршрутные, операционные карты и другие документы ). Бланк документа выводится на экран монитора и технолог в режиме диалога заполняет этот документ. На первых этапах внедрения параллельно с эксплуатацией САПР с низким уровнем проектирования формируется база данных с технологическим оснащением.
^ Второй уровень автоматизации - автоматизация среднего уровня, который достигается, когда базы данных частично сформированы и начинают работать поисковые и расчетные модули. Чем больше заполнена база данных, тем эффективнее начинает работать САПР. Работа поисковых модулей основана на использовании информационно-поисковой системы (ИПС), при этом условие поиска технолог вводит в режиме диалога. Условия поиска, которые являются стабильными, хранятся в базе знаний.
Расчетные модули, например модули расчета припусков, расчета режимов резания и норм времени, начинают работать, когда сформированы базы данных с нормативно-справочной информацией.
^ Третий уровень автоматизации - автоматизация высокого уровня, который достигается, при заполнении базы знаний. В этом случае становится возможным автоматизированное принятие сложных логических решений, связанных, например, с выбором структуры процесса и операций, назначением технологических баз и другие подобные задачи. Процесс принятия таких решений полностью автоматизировать не удается, поэтому режим диалога остается и на третьем уровне автоматизации.
Вопрос №35 – Результаты проектирования и их хранение.
В качестве основной выходной (результирующей) информации могут выступать:
- Маршрутная карта (МК);
- Маршрутно-операционная карта (МОК);
- Карты с операционными эскизами.
- Карты настройки станков.
- Карты с управляющими программами для станков с ЧПУ.
Будем условно различать три типа задач:
- Проектирование маршрутной технологии.
- Проектирование маршрутно-операционной технологии.
- Проектирование маршрутно-операционной технологии и разработка управляющих программ.
Для задачи первого типа основным результатом является маршрутная карта. Для задачи второго типа комплект технологических документов зависит от сложности детали, для которой разрабатывается технологический процесс, и степени детализации описания ТП. Для третьего типа задач комплект технологических документов дополняется картами с управляющими программами.
Исходя из современных концепций построения АСТПП* хранение технологической документации организуется на основе электронного архива.
Использование электронного архива позволяет:
- Организовать быстрый и авторизованный доступ к нужной информации.
- Распараллеливать процесс технологической подготовки производства и тем самым сокращать сроки подготовки производства.
- Организовать на базе TDM/EDM-систем ведение проекта изделия.
- Организовать на базе PDM-систем эффективный контроль процесса технологической подготовки производства.
Вопрос №36 – Стратегия ведения технологического электронного архива.
В зависимости от принятой на предприятии технической политики могут быть использованы три стратегии ведения технологического электронного архива:
- Хранить в проекте изделия, помимо файлов с конструкторской информацией, только файлы с комплексом технологических документов.
- Хранить в проекте изделия не только файлы с комплексом технологических документов, но и файлы с ПМП.
- Хранить в проекте изделия только файлы с параметрическими моделями технологических процессов.
При реализации первой стратегии файлы, содержащие комплекс технологических документов, включаются в проект изделия и всегда могут быть выведены на экран дисплея и при необходимости изменены. Если речь идет о редактировании процесса, то сделать изменения ТП достаточно просто с помощью какого-либо текстового редактора. Однако корректировка процесса может потребовать слишком больших изменений. Например, добавление новой операции может привести к сдвигу операций во всех листах маршрутно-операционной карты. Таким образом, недостатком данной стратегии является сложность корректировки хранимого технологического процесса. При второй стратегии хранения ТП проект изделия содержит кроме комплекта технологических процессов и параметрические модели технологического процесса. Корректировка ТП достаточно просто выполняется с помощью модуля ввода и архивации ПМП. Если редактирование выполнено текстовым редактором, соответствующие параметры необходимо изменить и в ПМП, что можно и забыть сделать. Поэтому тактика проведения изменений ТП должна основываться на проведении изменений через изменение ПМП с последующим формированием файла с комплектом технологических карт.
Достоинством данной стратегии является простота проведения корректировки ТП.
Недостатком этой стратегии является усложнение процесса редактирования ТП, а так же возможность расхождения информации в технологических картах и в параметрической модели процесса.
Третья стратегия предполагает хранение в проекте изделия лишь параметрических моделей процессов. Для просмотра процесса необходимо использовать автономно и быстро работающий модуль вывода, который из ПМП формирует текстовые файлы с технологическими документами и вывод их на экран дисплея. Любые изменения в ТП производится путем изменения ПМП с последующим формированием файла с комплектом технологических карт. Достоинства третьей стратегии: требует минимального объема памяти для хранения технологических процессов; обеспечивает простоту сопровождения технологических процессов, так как требует изменения лишь ПМП., что осуществляется достаточно просто даже для серьезных изменений ТП. Недостатком этой стратегии является усложнение процесса просмотра ТП. Кроме того, хранение графической информации также необходимо, например, графические файлы с эскизами операционных заготовок или с картами настройки станка с ЧПУ.
Вопрос №37 – Основа информационного обеспечения САПР ТП.
Основу информационного обеспечения САПР ТП составляет информация, используемая системой непосредственно для выработки проектных решений. Это информация об аналогах проектируемых процессов, о технологических свойствах материалов деталей, технологическом оборудовании, инструменте, которые могут быть применены в объекте проектирования. Сюда же относятся правила и нормы проектирования, а также правила и формы документирования его результатов.
Основной задачей информационного обеспечения САПР ТП является полное, достоверное, надежное и своевременное поступление всей необходимой для проектирования информации при минимальном времени ожидания и наименьших затратах на создание и эксплуатацию системы.
Вопрос №38 – Информационная база САПР ТП.
Совокупность упорядоченной информации, используемой при эксплуатации САПР ТП, образует ее информационную базу. Внемашинной информационной базой называют ее часть, представленную совокупностью документов, предназначенных для непосредственного восприятия человеком без применения средств вычислительной техники (ГОСТ 34.003—90 «Автоматизированные системы. Термины и определения»). Обычно это нормативно-справочная информация (например, специализированные технологические справочники). Иногда внемашинную информационную базу создают с целью экономии технических ресурсов системы и повышения надежности ее эксплуатации.
Часть информационной базы системы, представляющую собой совокупность используемой в ней информации на носителях, называют машинной информационной базой. Она включает информацию, постоянно использующуюся при проектировании ТП и обеспечении штатной работы системы.
Вопрос № 39 – Входная, выходная и оперативная информация САПР ТП. Типы переменных, используемые в САПР ТП.
Выходной информацией САПР ТП называют информацию, получаемую в результате выполнения функций системой и выдаваемую пользователю или в другие системы. Выдаваемая пользователю САПР ТП выходная информация об объекте проектирования чаще всего представлена в форме технологической документации. Выходная информация САПР ТП, передаваемая в другие системы, может быть представлена в иных формах, наиболее соответствующих взаимодействию рассматриваемых систем.
Оперативной называют информацию, отражающую в фиксированный момент времени состояние объекта проектирования, на который направлена деятельность САПР ТП.
В моделях, использующихся в САПР ТП, применяют переменные действительного, целочисленного, логического и символьного типов.
Действительные переменные представляют числами, имеющими целую и дробную часть (значащие цифры после запятой). Действительными переменными представляют значительную часть использующихся в САПР ТП данных. Например, массу детали, любые размерные характеристики, отклонения размеров, формы, взаимного расположения и т.д. Число значащих цифр до и после запятой для значений соответствующей переменной устанавливает разработчик системы исходя из ожидаемого диапазона возможных изменений переменной и требуемой точности расчетов.
Значения целочисленных переменных не имеют дробной части. Этими переменными представляют, например, данные о программе (объеме) выпуска, объемах операционных партий, числе рабочих мест и т.д.
Логические переменные имеют два возможных значения — ИСТИНА и ЛОЖЬ, или 1 и 0.
Символьные переменные представляют символьными (знаковыми) конструкциями — цепочками знаков. Например, СТАНОК, РАЗМЕР, ПАТРОН и т.д. Переменные этого типа используют для представления нечисловой информации. К символьным переменным могут предъявлять требования, определяемые синтаксисом использующегося языка системы. Например, обозначение (и значение) символьной переменной не может начинаться с цифры, при использовании символьных переменных, значения которых могут состоять из нескольких слов (цепочек символов), между словами обязательно указание символа «пробел» и т.д.
Вопрос №40 – Основные компоненты технологических знаний.
Построение САПР ТП и их информационное обеспечение все чаще базируется на использовании технологических знаний о предметной области систем. Основными компонентами технологических знаний являются факты (данные), гипотезы (модели), эвристики (правила).
Факт представляет собой некоторое высказывание или данные, достоверность которых не вызывает сомнений. Например, в процессе обработки резанием возникают силы резания. Конкретное данное, например, число, занесенное в таблицу, также считают фактом. Факты могут использоваться вместе (ассоциативно), например, строка данных в таблице.
Гипотеза (модель) - недостаточно проверенное высказывание, истинность которого пока не установлена, их выдвигают при отсутствии достоверного объяснения процесса или явления. Гипотезы либо доказывают, и тогда они становятся фактами, либо отвергают. Любую, например, математическую модель объекта, следует рассматривать как гипотезу, требующую подтверждения.
Эвристика - частный, неполный метод (эмпирическое правило) решения какой-либо задачи.
Вопрос №41 – Основные понятия и основы проектирования баз данных.
База данных - это набор данных, в котором осуществляется регулярный систематический поиск для выборки нужной информации.
Система управления базами данных (СУБД) – это набор языковых и программных средств для создания и ведения баз данных: обновления данных базы, обеспечения доступа к данным по запросам и выдачи их пользователям и др.
В настоящее время все БД являются реляционными, т.е. представленными в виде совокупности так называемых реляционных таблиц.
Таблицы называются реляционными, если они удовлетворяют следующим требованиям:
1) Каждый элемент таблицы представляет одно значение.
2) Все столбцы таблицы являются однородными (т.е. все элементы столбца представляют данные одного и того же типа).
3) Столбцам однозначно присвоены имена.
4) Нет одинаковых строк.
5) Строки и столбцы могут просматриваться в любом нужном порядке.
В БД таблицы с указанными свойствами часто называются отношениями. Описание отношения называется схемой отношения. БД, построенная с помощью отношений, называется реляционной.
Весьма важным для БД является понятие ключа, в особенности основного (или первичного) ключа таблицы. Основной ключ – это один или несколько столбцов, значения которых однозначно идентифицируют строки таблицы. Домен – это множество (возможно, бесконечное) возможных значений столбца таблицы.