автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация начальных этапов проектирования гибкой производственной системы в машиностроении

' _

ИИгМСТЕРСТВО НАУКИ, ЩОШ1 УКОЛЫ И ТЕШЧЕХХСЙ ПСДИШСИ

российской «ЗДЕРАЩИ

Мосховскея сдаена Трудового Красного Экахэки станхопнструментзльний кмзтэтуг

На правах рукописи КУДШШЭЕА ЭЛЬВЛРА ЕЕГЕКЬЕЕНА

УД{ 658.51£.0П.56:656.52.011.56

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПОВ ПРОЕХТИРОЕАНИЯ ГИБКОЙ ПРСЮЕОДСТВЕНКОй СИСТШ В МАШИНОСТРОЕНИИ

специальность: 05.13.07 Автоматизация технологических

процессов и производств

' АШ0РЙЕРА1 диссертации на ссисканнэ ученой степени кандидата те/личаских иьук

Моекса 109^ •

fiT

~-ГОСУА"' -

f

Работа выполнена в Волгоградсксм ордера Трудового Красного Злшокм пслитохнкческсы янстктуто

йаучный руководитель:

доктор технические наук, профессор Диператейк М.Е. дслстор технически нар:, профессор КенаеЕ Е.Д.

Официальные оппоненты:

дохтор техничзскшс наук, профессор Павлов В.В., кандвдат тыаап«сскиЕ , доцент Петров Е.А."

Ездущад организация: Институт проблей шшысводешк eü. А. А.Блогснразова Российской АН ir. Оанкт-Ьвтарбург).

Защгта состоится ^¿^¿.¡.Г 1993 г. в часов

кс заседании специализированного совета 5 К0534204 г ¡¿эсховскоа станхоннструшнтельном институте.

Адрес института: 101472, Москва, К-55, Еадковсяпй пер. д. За, тел. 2bö-43-Ifc

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке £Ьсяовского стшжсшструкзнгельиого институт р..

Автореферат разослан "¿Y " i't's-^v/iC 19^ г.

Учения секретарь специализированного совьго кщдздат тгхшгаесхсс

наук, доцент Егоьсв С.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА PilbOTU

Актцачьность тени. Постоянное увеличения ионенклащьа выпускаемых изделий, частая cttcna объектов производства присучи современному наииностроенив. причем на долв серийного, крупно-и мелко-серийного производства приходится до '/'¿У. общего объема продукции иаяшюстроснкя. Эффективным средством повыаения уровня производительности многономенклатурного ламиостроительного роизводства являете»: вирокое применение гибких про"зводствен-ных систем (ГНС), которые вклеавт в себа такие оснЯлше автоматизированные части, как гибкий производственный комплекс (ГНК), цправлаемий от ЗЬИ и оаботапций но принципу гибко перенастраиваемой тех!10л',пии, автоматизированная система технологической подготовки производства (АС Till!), автоматизированная система управления производством (АСУН).

Возмохнссть достижения HIC потенциально залохенного в ней высокого уровня технической и экономической эффективности зависит в значительной степени от качества автоматизированного проектирования, вкличая начальные этапы. Начальные этапы проектирования ГНС содергат ряд трцдпофоркализуемах задач, что вызывает необходимость в разработке инструментария для специалис-та-проектиров«ика I ¡1С в .виде автоматизированного рабочего места (АРМ), позволявшего решать на базе ЗЙМ кнгенерно-исследооатель-ские задачи при просктированнии ГНС в машиностроении. ° Цель и задачи исследования. Цсльп диссертационной работы является: исследование и разработка формирования знаний о предметной области (проектирование ГНС в аавиностроении) в обгбйт-но-ориентир..^анноп среде автоматизированного моделирования на начальных этапах в усо-иах неполных знаний; разработка АРЫ для

начальник ■ этапов проектировании ГНС. обсснрчиваюдсга иопнпени! эффектишшети труда смециалиетоо-прое .пробников П1С.

о

Достигши"! пиставлешшй цели онре/. ;яило нсоохидикость решения ряда теоретических и практических нроолсм:

1J развить иптеграткшщв компоненту и САШ' П1С для создан«! кодсли принятия регений на начальных зтапах проектирования технологической скстеиы на основе П1С;

2) нросестн анализ технологической систсви по компонента! п'Мкости с учетах исполнит знаний па начальных этапах проектн-росанкч. ¿'азраоотать кодслп и методики форьгироисниа структур! технологической скстеми ¡¡а начальных этапах нргктированка;

á) разраОотать методику проектирования аптиыалмюга состав; м распологения поорудивания '¡ зависимости от оптимальной партш деталей: 0

4) обосновать применение и создании сетевой модели кг я ана лиза функичопирсваниа вариантов ГИС иа начальных этапах проок тировапия; с

Ь) разработать алгоритмическое и програашюе ойеппоченн! проодешш-ориентприийнпого íli'H на 1ШИ тина 1ЬИ i'C. реалнзугзд го интегрирование модель снстскнсго анализа проектных резени; 1Ж.

Соток» исслпдппдпня. (it)5He теоретические основы приердешш исследований и разраоитанних иетодик базируется на сундакен тальник иолагенпях теории систеа автоматизированного госектиро вания н теории информации; на использовании сетей Петри и сете нассовсге oocj.s'EHBaima, нетсдов аналитико-числсшюга коделиро " caüüs псроятност;:^х процессов, аотодов иногокри-ериальной ептн сазацки и катсааткческого программирования: на,применении сор ваднзхос логики неполных знаний, фр^йгзоаой подели предетавлени знаний и теории реляционных баз данных.

Научлаа новизна работы. К новым результатам, полученным в ¡роцессе проведения исследований но диссертационной работе нзз-о отнести:

1) модель формирования конфигурации технсюгичсской системы условиах неполных знаний, реализованнуп как консультативная

втоматизированиаа система;

2) автоматизированы!!!] систему для оценки ГНС с позиций си-ергети;::::

i) методику структурной оптимизации осн.' шого технологичес-ого оборудования lib с учетом оптимальной партии деталей:

4) комплекс алгоритмов и программных средств дл.сструктур--о-функционалышго анализа проектных вариантов ГНС проблеы-о-ориёнтированной сетевой модельв, позволявшей моделировать ероятностные процеегч в информационных и везесюенних nofoKax:

5) разработку проблемно-ориентированного АРМ. рсализое_лно-о на ПЭВМ типа IBM PC в виде гибридной автоматизированной сис-емы для принятия реисний на начальных этапах проектирования НС в каииностроении.

Практическая ценность работы заключается в предлояенной ав-

зром и внедренной методике создания автоматизированной системы

ия анализа проекта ГНС па начальных этапах проектирования; со-

дении алгоритмов и программного обеспечения интегрированной

>дели принятия решений на начальных этапах проектирования в

:ловиях неполной информации: в возмоаности применения ¡гетодики

качестве учебного пособия по САНР ГНС; в использовании гибри-

?ой автоматизированной системы начальных этапов проектирования

1С в качестве проблемно-ориентированного АРМ для проектирова-

о °

:я технологических систем в каниностр^.:нии с настройкой ка :э-:ретиые ус.'гвия производства, что позволит сократить стоимость время поектированиф ГНС проектировщиками, не обладапзиыи

г.рсграамкста.

Реализации рарптц. Нагерналы димертации с виде методик. НИР и програикного ооеспечениа испи.шзовалнсь в указанных ииес разработках:

15 ПШЙ "Трагтороироскт"- раоота по договору о научно-техническом сотрудничестве иеяду Волгоградский политехнических ш-ституток и ПШИ "Тракторопроскт": "Внедрение автоматизированной системы по виаору рациональных заготовок для продукции завода Ёасселька« ". Ьсдгиград, 1ЭЬ?:

'¿) Научно-исследовательский и проектный институт ПСИ - на-

о

учноисследовательская работа "Определение области применения экспертных систеи в слухйах управления пршшнлешшм предприятием', Волгоград. ШУ;

6) НПО "Комплекс" - научно-исследовательская работа "Разработка ептииалышх «одолей организации работы транс-ортпп-нако-пителъных систем" по теме СТК-й/ВЬ. Ьолгоград, 19ВЭ;

4) Волгоградский завод медицинского оборудования - проведение анализа планирование технологического комплекса при нногова-рнантиом проектировании па ЭВЙ. Волгоград^ 1Я90:

5; 1!р:-;вол2ский государственный проектний институт иассмоло-чной прлмигяепности - шюговариантиое проектирование при созда-н'.ш СШЛ' производственных коыилсксоо. Волгоград. 1990; •

6) Волгоградский политехнический институт - учебный

год-ягйератврцце работы по дисциплине "Структура и "управление 1Ч1С" для специальности "Автоматизация произиодств-гшшх процессор" и по дисциплине "САШ' технологии вааиностроениа" на СФИК по пгрсисдгстовке ннггиерних кадров (Методические указания N1 и К2 к лаборатории« работай по теме " Структур;- и управление П1С Л; лг ■ и курсовое нроектироваслс по дисциплине " йвтоыати-зирсгаинги система технологической подготовки производства и

автоматизация проектно - конструкторских работ" для специальности " ШР" и по дисциплине "Основы САПР в иаииностроении" для специальности "Технология мавиностроения, металлорежуяие станки и инструменты".

Апроаацкя раооты. Основные материалы, диссертации докладывались: на научных конференциях Волгоградского политехнического ипститута-секциях "Системы автоматизированного проектирования и поискового конструирования" и "Автоматизация технологических процессов механической обработки". Волгоград, 1988-92; на семинаре волгоградского областного правления ЙНТО Маякюстроителей "САПР изделий и технологических процессов в мавйюстроении". Волгоград, 1988; на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы автоматизации перенастраиваемых производств в машиностроении", "олгоград, 1988; на Негреспубликанской научно-технической конференции "Приилеки автоматизации технологических процессов в макиносгроении". Волгоград, 1989; на Всесоюзной научно-технической конференции "Интегрированные системы' автоматизированного проектирования". Вологда. 1989; на семинаре общества "Знание" РСФСР и Ленинградского Дома научно-технической пропаганды "Автоматизированные транспортно-складские систе-. ми". Ленинград, 1939;" на научном семинаре "Интегрированные САПР" Института проблей машиноведения им. А.А.Влагонравова Российской АН. Ленинград,. 1ЭЭ1; на Всесоюзной научно-практической конференции "Интеллектуальные систекы в маяннострсении". Самара. 1391; на заседании кафедры "Автоматизация технологических процессов и производств" Московского станкоинструментального института". Иоскза, 1991; на специализированном постоянно действуем сеиинаре ВН'ГО мавшюстроителсй и ВНИШШ "Проблем!» формирования '¿истец аавин и техники новых пиколений". Носква. 1991; на ЬсесоизноЬ ■ знференции по Математическому и каяинному

содсгипсваили Севегсипго национального комитета исгдциародний ассоциации по ^аго^атичз^коцу и и«зи:&01:ц- каделирива^кв. Ьоро-нсп, 1У31; на Российской иаучно-практ^сский конференции "НроЬ-леиы создания и эксплуатации технологического оссвудаваниа и гибких производственна;: енстец". Хабаровск, 1932.

Публикации. йе тсис диссертации опубликовано 20 работ: те-зиси докладов, отчеты «о НИР к хоздоговорная тезам, методические разработки, депонированные рукописи.

Стрцктчра и ебъеы работы. Диссертация состоит из введения, четыре* глаг. основных выводов» списка литературы из//£наииено-ваннй и о ириливений. Работа содерзит ^'стр&п ;ц, в том час ли'2 2 У страниц каанноикензго текста. рисунков, ¡6 таблЛц и' //^страниц нрклозеиий.

о

СОДЕРЕШШЕ РАБОТ

йо сведении обоснована актуальность реваеиой научно-технк-ческой задачи, соэркулирована цель диссертационной работы» ее практическая значимость н научная новизна, приведена обдаа характеристика работы и научные результата, вшюсшше на заяиту.

Ьтиечено, что разработка и выбор рационального варианта проекта ГНС зависит от рада факторов, включая квалификации' при-ектировцг.ка к достаточную полноту знаний на начальных этапах проектирования; в насгсяспе креиа нз разработани АРМОнроекти-ропчиков ГПС, ирхеиткрпваниве на начальные этана проектирований.

Указание пройлеан определит актуальность разработки ието-дики автоиатизиросапксго проектирования ГНС, ос^ован"ой на ьо-дслироЕ<'чим в условиях исподних 31фний, к создания АРМ для начальник атапоа поект1:ровэ:?йа ГПС о вавииостроснии.

о

й первой глазе исследован уровень развития автоматизации начальна* этапов проектирования П!С и рассмотрена основные факторы. влияние на вибер типа технологической система (ТС) на начальна* этапах проектирования: интеграционные процессы в Ш1Р ('¡¡С в условиях неопределенности и "гибкость" автоматизированного технологического комплекса.

Исследования характеристик 1 * 1С проводят фирмы и, институты О ®

Японии. СНГ!. Германии. Ьеликооритании. Финляндии и ряда других стран, в то* числе и наыей страны.

иозая теория 1 ¡11,-находится в стадии развития. ид"т оооо*е-ние 1 типизация информационны?; организационно-технологических решений, н<?ссходимых для формирования концепции ГНС.

Г мировой промыеленности оольвинство ГШ функционирует в

с

СВ1! и Японии. Следуг отметить различие в подходах к разрсЮотке отдельных составляющих ГНС, особенно четко проявлявшееся в технической политике СЙЙ и Ипонкия. Ь то время,как в Упонии основной упор делается на реализацию гибких автоматизированных технологий в сфере изготовления промыяденной продукции, в СЁА преимущественно развиваштсз системы автоматизации проектирования (САПР) и автоматизированные системы технологической подготовки производства (АС Т1Ш) применительно к ГНС. Ь С8Й основное направление развития связано с объединением отдельных автоматизированных систем, ориентированных на автоматизации проектирования ГНС и технологической подготовки производства, в интегрирование системы.

Начальнне этапы проектирование ГНС в машиностроении аогцт быть цстановлены по Методическим рекомендуя* НИ О "НИИТАЙТОП-1'0М": предпроектное обследование, аванпроект. технико-зкон.Ои-ческое оОосгэваниь СТЭО). техническая заявка на ГНС и техниче-кое задание (ТЗ). ф^этих этапах принимается до Ш1 основных

проектных рвений i'iiC.

Анализ литературных источников показал, чти разлешые аспект начальных этапов проектирования* ( ¡1С стали активно разрабатываться с )9ИЗ г. исслгдонателями ймикорригамии. 1ермании. СВА„ Лпокии. ß навей стране ыокно отметить по ук ланному направления работы авторов: A.A. Лескииа, fl.II. йивииского, Й.М. Макарова. В.Г. Митрофанова, СЛ. Митрофанова, В.В. Павлова, Ü.M. Солокенцсва, К.В. Фролова к др.

Для ревения обвей задачи автеи иизачии начальных этапов

проектирования гиокой производственной системы неооходиыа еди-

о

пая методология. Основой единой методологии предлагается принять динамическую модель приизвсдствонного процесса в ГНС. основанную на взаимодействии потоков: информационного, материального к энергетичйкого. Информационный, материальный и энергетический потоки взаимодействуя! в рамках исполнительной и управляв^. систем (НС с учетом обратных связей. Управление ха-

о

рактеризуется накоплением информации об изменении материального потока. Сквозной поток информации в САПР ГНС может быть обеспечен при реализации системы как интегрированной САПР.

В данной работе объектом исследования является ГНС механической обработки деталей типа "тела вращения".

Глагчыв итогом первой глава является анализ научных, методических и программных разработок по вопросу автоматизации начальных этапов проектирования ГНС. с 0

Анализ состояния автоматизации начальных этапов проектирования ГНС показал, что в настоявее врсая не разр^потана в полном ооъеме задача автоматизированного проектирования оптимального варианта ГНС ; не разработан метод определения траниц эффективности ipitiicuciiKs типовых моделй ГНС в условиях конкретного производства: не до конца разработан вопрос обеспечения необхо-

дикого соответствия потока деталей технологически!: о.измояностяи П1С на начальных этапах проектирования. Определения "гибкости" технологической системы в больвинстве носят опии 'тельныЛ характер, а применяемые численные методы не позволяют получить сйъ -ективнуи оценку гибкости из-за недостаточной и .чечеткой информации на начальных этапах проектирования.

Исследования предполагается вести в направлении: автоматизация дес1аточно полного объема задач начальных этапов проектирования рационального варианта HiC примените..оно к механообраба-цвавчему пронзводсйч в условиях неполных -знаний " создание гибридной САПР ГНС, вклЕчаазей подсистема, мсделирухвие знания специалиста-проектировщика СПС в мааинострослии.

Во второй главе разработача методика создания автоматизированной системы оце:.ки технологичности 1 !1С на начальных этапах проектирования с позиций энтропийного подхода: I i!C рассматривается как сложная открытая система. В основу методики оценки технологичности П!С no.mseua информационная концепция, связывавшая сломность системы с энтропией системы. В качестве интеграционной компоненты разработанной CàiiP П1С прннаг информационный поток в технической системе. отраззЕвий собственно информации управления и инфоркацие о материальном потоке при проектировании П!С. Соме»: технической системы вегествсм, энергией и информацией с OKpyjacçefl средой и процесса самоорганизации в системе описывается закономерностями синергетики ка основе работ fi.

Ьер:ал21!$н, F. Хакена. й. Пригохина с использованием стохзсги-о

:еских Марковских процессов. Особое значение элтрспия приобретает в связи с тем. что ока отрзхает йЧд:циснсь:ькыа сгсйства

о

случайных прсцессев. ¡¡ля процесса в технической системе, ходя5еп с кйскретным временем и дискретном конечна* ^¡сге^тво* возмояных состояний сС^иведлкво cooTHcseiree:

Р (I 4- £о$Р<с> 4 Н | Лз < ё ,

п

где Р -вероятность. пноодедяенаа энтропией случайного оьъгкь: ^ ЦКс) = (с):

К - жо>:?чкзе ккзхгстеа гозмгных состояний;

£, (с) - числовая функция. язлявваасд случайней величиной на ■и О

хногестсс (с); РСс> - вероятность для кавдой последовательности с; Н - энтропия (в данной формулировке-предел математического олРдания величины £,1с) при N £. VI); ¿> >0 • заданные величины.

Следе:вка иэ Фундаментального свойства случайных процессов

о

используются в оценке 1 (1С с позиций знтрогчйного подхода, для виСшпа тивд ШС кли другой автондтпзчросанной производственной

с«: Я Г.4 I' I*" О» ГИ.Цм Г» ЬК СиГ'иСо 1 »»¡ь'р«: •

ал1-т.чс' ншткл, Оценка нриекгноп! ¡а ГАС проводите.« исхо-

дя и-> щлчщииг иасш'.гд'Нс-лшс гтрнкхщч»'* ('ПС н.пена за-

гадок. '"пч 1ц:п(чи»я«р01<ай«9 резгштк* ГНС на качал.: них этапах <•!''• ~ »'д'-иИГ-В«/ К61ШЛК?>'К К «СНСГЧВСТК

'А* 1.иУ1,1:и.;1 нр!!к'оннм принцип ГфШ - Ознагера:

У

»!>••- , ■ а г

г г с - и:>ш«зш»дг ш« ангрг м<„ k$¿ А,

dSe - потоп энтропии. dSe >0 нлн dSe <0. Развитие ГПС как скстеаний процесс сложной тбхиологаческоЯ систеиа реализуется с точки зрения синергетики в виде сакоорга-кнзацаи: звслщия систена яри иаличнн ysa^nuus. аоеолвияй протекает по траектории, описнваеной Функцией, отраивйчй законе-аерность нзненения критерия развития при нзизаенноа принципе действия.

Алгсрнтв знтропкйкай сценки ГНС на началышх этапах проектирования развития технологической систены реализован в автоиати-знровашшй систеиоодиалоговсга типа.

Главна итсгой второй глав" ногно считать обоснование аето-дикк автоматизации начальных зтапоз проектирования ГПС з навн-

ностросни:! на интеграционной основе с позиций синергетики. Раз-

с

работая алгирита а. длиза технологичности ГПС н прогнозирования раззатиг технической систекя. в качестве интеграционной коапо-кенты CftfiP ГНС предложено принять инфорнациопный поток, вклвча-еаий на этапе проектирования как собственно управлявдув кнфор-«ациз, так н инфорнациа и иатериальнои потоке е ГПС. Для прак-_ тичесиого применения на начальных этапах проектирования ГНС разработана автоматизированные систецц энтропийной оценки тех-иолсгнчност:! ГПС я прогнозирс-здия развития ГПС.

ii третьей главе выявлены особенности объекта проектирования. определен состав задач начальных зтгяоо проектирования ГПС в иазк.'юстрсенш!, подлежащих автоаагияацяц..

Разработано кетодичс^кое. алгоритмическое я прсгракш'.ое

о

обеспечение автоматизированных систеа CftC) для рационального проектирования ГНС:

1) база данных (БД) деталей цазииастрзепал типа "тела °вра-¡¿и::'Л2~ по üKH я основного гехкологическего ойорудсоа^м ГНС из основе С1Щ dBase {lefios;

о

'¿) распределение плоцадгй нризводственннх кгеплексов по

с

статья», использования, гас роаастсм задача формирования структуры воспроиззодства рлч инвестирования предприятий..АС диалогового типа реализует челове.ко - маиишшй алг рити с окончательный этапом работы специалистов по Генплану; -

3) укрупненной технологический расчет проектироаания иеха-ноопр^оатыиавчнх цехов: проводится по методике, созданной на основе (JHTIi 14-66 и рекомендаций НПО "(ШИШТОПР'ЛГ на ТЗ. и авашфоект Г ПС ;

о

4) оптимизация состава оборудования и моделирование разнесения оборудования ГПС с учетов оптимальных размеров партий деталей. Критерии выбора структуры ГНС учитывает такие показатели, как производительность, энергоемкость, экономичность пи занижаемой плоиади и суммарной стоимости оборудования. Н^ечкни показателей окет быть изменен по усмотрению проектировщика: целевая функция назначается по условиям конкретного производства.

Разработка плана оа.зие^сииа основного технологического оборудования ГНС ведется на основе расчета интенсивноеги потока заявок мехду группами оборудования и коэффициента закрепленчз операций. Для минимизации транспортных затрат L с учетов интен-сивнос-ч потока заявок и оптимальной партии деталей вцзедено соотновение, учитывавшее коэффициент закрепления операций kJO :

5) моделирование Функционирования ГПС ка^ слоеной систем с параллельными процессами, компоненты котороу, ,яа р^зп^х уровне иерархии чогут рассматриваться каР неделимые нлл как составная проводится на агрегиров._.шиг сетах.Петри (СП); набор вида:

гд« P,F.Ну^спрпдеяЕяк как для обыкновенные СП (Р- количество позиций, F я Я - 'катрнца акциденцийначальная наркнровка),. а

иновество парекодоз разбивается на два непересекаЕцихся ппдк-

ТА

содергит простие переходы, а,подкласс I содержит составные переходы, инепшие сложнцв структуру к явлаа-гиеся rasss Cii. Для описания составных nei .ходов создан банк элементов ГНС о ви£е типовых моделей на СП„.Предлог"!но сеть Петри оп!хкваЕ~чг! ГНС, расаирить включением программ анализа вероятностных процессов при буферизации методой влоаенных цепей Маркова, при зтон буфер рассматривается как составной переход особого типа, запде ^ащкй Марковский процесс; с

6) анализ ГНС как системы массового обелугивания с сдачей результатов анализа на экран дисплея в виде графиков, позволяющих рассчитать вероятность простоя канала оослуиваная для раз-' лм'г.'.Сг! требований к функционирование системы;

?) г:;э::се планирование в условиях неполнотн и нечеткости KM>?opL'at5::a о сроках выполнения заданий, состазляввих план. Для разработки расписания с показы: ЭВМ использован эвристический "етсд, кпторай иивтирцет работу CiiC с параллельный оориировани-са дкгграгц Га:;тта, выдаваемых на экран дисплея;

8) в оснсвд методики при разработке ЙС по расчету эааектйз-цостк САПР ГНС положен че.юсеко-нгеншшй алгоритм, позвиляааии саяцигдисгу-прсоктироваику при работе с ЙС вводить в диалоговом

резине дгкнае. для расчета которых здсдссиах развития новых

о"

Соря з::;нг_:г.с:г производства ке выработаны фориад::зовашшс0ггта-дн расчет»^

Главна» итогом третьей главы азляется разработка квтойэтес-кого и программного обеспечения рада'автоматизированных систем, позволявших для задач начального этапа проектирования ГПС проводить как укрупненные расчеты оаркалкзога'.'.кыкк катемлгкческкмк методами, так и «случать рациональные peieima в уяовиях неполноты и нсто-шссти информации.

Методики и алгоритмы, положенные в основу создания АС, предоставляют возможность специалисту-ироектиразаику проведения ипоговариантного анализа проекта ГАС и выбора спгикадьиого проекта при работе в автоматизированном режиме. '

о

0 четвертой главе излохена методология построения и инструментарий проблемно-ориентированного автоматизированного рабочего места "Гибридная система автоматизации начальных этапов проектирования ГНС о мавиностроении" (АРЫ "ГСШШ ГИСМ") на базе персональной ЭВМ типа lllä PC/XT. Описано программнс-т* информационное истечение разработанных автоматизированных систем.

о

входяяих в состав АРМ.

Разработка АРМ "ГСАНЭН П1СМ" ведется пс традиционным составлением формальных спецификаций, а новым истодом макетирования. который целесообразно применять для труднофврнализуекых задач, что характерно для начальных зтапав проектирования ГПС. Системный подход к построении эффективного АРМ замечается в

создании автоматизированной скотски на основе интегрированной

о

среди фреймовой структуры, с повочьв которой, ресазтся задача начальных этапов проектирования.

Сравнительный анализ интегрированных нрогра-кннх пакетов, рассчитанных на применение в профессиональной .^.-зтсдьностк при работе на ЯШ типа IHM PC/XT/AV в KS LOS, t. зел-ет остановиться i.j : зкете Fraaeuork if Hi). °

При разработке АРМ иеслег ваны всзмоиюсти слсдупях прег-

¡аккиых срцдсти как ст.шдартн.чх, так и специально разрдаптдн-шх аитсроя: - интегрированного пакета FH3 дл . мониторинга, 13зволзЕП2Го оргашзимть знания и даяние, тропи- ¡¡ехнолзгии н leiin, coizauart депонента и таблица; - пригргтмного мзнка Fred 1ля спзд;и:*а ярограа* кнт-гграция; - моделей дли проибдекк? ага-чиза прогпирозгняа и вуикцивкирпанка Г11С, ианиплннах на язы-<ах прграма:??ссэчил Сн. iurbo-fecai; -CÜU.Q иедоиюнчого типа Ifiasc ГП Pl'is: - псиетэ наугиг чриграч* < >.НШ v, - Оаловнх к „ервиснах nparp^«ai:-ix средстз операционной сигтенк М1,* ODS.

Гибридная сястпйа, рззраеит-ш'ая на принципах макетирования, позволяет проводить настройки ЛНМ на конкретная задачу

преднетной области и объединять програамные средства, астокати-

с

зиривчие как грудно-.еряализусйие этапн проектирования П!С, так и HcnoiLZ'jswf «cysasbH'JÄ матскатический аппарат.

Интеграц::з данных обеспечивается такве средстнаыи г'НЗ с по-мовьв иерархкческегс ijpuftaa. который содераит плояешше друг в друга орейям сдзличнах типов, причем глу)«и-1 ояовемш мозет

i'i.... \ "■•:<.-у:; ■1 • ..■'"

ции.чнай п.

ЙРЙ "iCrtffifi Iütil" систапга-т слеайгпас P.C. ?ftv;s,i.;>ivni4n шг тегрнроп.чпчой сссдсй FH3 1с*.рксЛ):

1) г xi'vmc 'Т.'.1 чз | иг i «»ройк^-

пая *?!>:;,>;.'. с ',...•..- 5 г: ■ !'..

; &:; ? !иг-.i ■'.г' •'■•;•> » •—^^.стпт'чич »

о

¿сснг.у, 2 "^vw^-?; » Ч1.

Ост-;« -Н C:.S;

J' .'.v '.ус.". . ' .'-? • Vi •

«у.'ь^мiL К

..i.y^r.üvi.in^ >-Ли«.|Mv.4i'f »«.к »¡лоаиш^лих

JloiuvecKiiR ciena APM „rCAHSfl iffCM

r

C HaverJia )

I arm. fw-s

' I

pic.fws

I «¡n.fb/3 ' 1~

¿A

ffemajicu

| oAFW3 |

CY6A dBase uiplv*

helptz ,fhj3

it 2. /,vj

X

I

I

HisAtz.fuj I /-iv^Cz.fuj

—^T , I— _—"T

2.2 t IT

| klass.exs

J is

| r}Q>VX.fW3

pie. t.re

netc.te _

r.re "

_ ¡Tra-n, ^ we

Ipetr-ri.

(pi/t?. (U9

H

\amc.l

X

IFR

_ eniro. <*-»•<? I

SJ!7/7. №

Jfipfect. i iu*

1

A ss/J./wj

plo exc

I tip/or. ftyj

T

trp.p.i?JX —,—

prop.exc

effcct^x*

/ic/!z2.f>v3\ | fwj

exc

B

OXS I

¿¿70. CJT*

w/c. c,re

CptZJX. &ce

«Mi.

<?JT?

6_

■MJ

H_

Petr„a£xt

X

-ct. ejre

ere

effect. ear®

( ^ ) ___

Pro. I

цехов на начальных этапах проектирования - ТЙРИ;

Ь) выбор конфигурации технической системы на начальных этапах проектирования в условиях неполных знаний - КЬТНЕТ;

б) организационно-технологическая оценка Л1С по энтропийному принципу ЕМГЯО;

7 г оптимизация состава оборудования ГНС по различным целевым функциям и ограниче{?иям из условий конкретного производства

- 0РТ1К; \

Й) структурно-функциональная модель ГНС на аппарате сетей Нетри - РЕЮ; типовае модели ГНС - PETR.II;

3) анализ технологической системы как системы массового об-слугивания - 5Н0;

10) моделирование процессов буферизации в ГНС цепями М^окова

- МАИС;

11) размещение оборудования на производственном участке с учетом коэффициента закрепления операций - (МБИ;

1^) модель планирования работы производственного участке в I !1С - ШТТ;

13) прогнозирование развития технологической системы - кЕбй и -РК0&; о

14) эффективность САПР ГНС - ЕКГЕСТ.

АС могут быть использованы как в составе АРМ проектировчика Г!1С„ так и в виде отдельных АС. адаптированных к условия* конкретного производства, в тия числе и в других предметных области.

Процесс принятия ревений при анализе и выборе проектного

варианта ГНС-двухуровневый и реализуетсяа<й человеко-навинный

о

алгоритм; из кощ,игурации гибридной системы выбираются АС в зависимости от того, разрабатывается новый проект или ведется О-

разработка по типовой модели ГПС. Анализ проектного варианта

G

¡кержастса расчетом з$$ектиенисти tfiüf" flit.

Краткая техническая характеристика иРМ "ÎCfthiii filüX": • совместимый с IHK пер .опальный киипьвтер класса Pt/Xf; Kj iJUS версии j.JO ib.Oj;

uj'i I хь,1йт;

объем памяти iiJ жестком диске типа 'винчестер' 1 Иэ'айт.

iлавным итого* четвертой главы является разработка проблемно ириентиронашшп) fil*Ü для начальник этапов проектирования i lit

и машиностроении. iit'M реализован как гибридная система автема-

о

тизации начальник этапов проектирования ПИ ifu'H "ГСАНЭП ГПСК"), объединяемая im единой интеграционной основе модули проблемно -ориентированного назначения. При создании iCftttJil I ¡ICH режеим ьлсдчюжие чадачиРинт'.трация подсистем в гибридная АС; построение гибридной систему но модульному принципу. котора позволяет. исноа ,11|я интеграционные возможности программного пакета

о

hriiïouurk. настраивать конфигурации системы для работы на различных уровнях начальных этапов проектирования illl; разработка методик и алгоритм«« решения задач проектирования I НС в условиях неполных знаний; разработка программного обеспечения гибридной ПС.

h_гмклвчкнии рассмотрена перспектива развития методики и

, • м

алгоритмов гибридной системы автоматизации начальных этапов проектирования I НС в мавинистроении; приведшим обшие5 выводы и основные результаты.

исноьныь ^ЗУПЫЙТЬ и ш&т

1. Выявлена интегратиина? компонента 8 САПР ГНС. позволяв-

пая проводить технологический анализ ГНС на начальных этапах

проектирования с позиций энтропийного подхода; проведен анализ ГАС по составляющим гибкости с учетом неполноты знаний на начальных этапах проектирования; разработаны методики и автоматизированные системы формирования структуры ГПС на начальных этапах проектирования.

2. »-иработана методика проектирования оптимального состава и расположения основного «¿хноды ического п^орудоБания ГПС с •четом коэффициента закрепления операций.

Для начальных этапов проектирования ГНС разработана гибридная САПР, вклвчавчая автоматизированные системы моделирования как для нового проекта ГНС, так и для проектирования по типовой модели. Разработано алгоритмическое и программное ссеспе-чение модулей технологических расчетов, модулей анализа проектируемой ГНС на сетевых моделях: сети массового обслуьисания, агрегативныр сети Петри с учетом вероятностных процессов на аппарате цепей Маркова; модуля производственного планирования загрузки оборудования ГПС, модуля пргпозирсвання развития ¡'НС, модула расчета экономической эффективности САПР ГПС.

4. Методика автоматизации начальных этапов - проектирования ГНС в машиностроении реализована в виде проблемно-ориентированного АРМ на ПЭВМ типа 1ВН РС, поддерзиЕаяцего гибриднуэ систему интегрированного моделирования для анализа проектных регений ГПС.

Р Применение АРМ ТСйЬЭП ГПСМ" позволяет (п. результатам

внедрения) повысить эффективность работы специалистов-презкти-

о

ровциков за счет многовариантного автом9гизирозанного проектирования и -«ыбор^ на начальных этапах проектирования рационального варианта проект^ГНС.

Основное содеркание диссертации отражено б следувцих публикациях: с о

1. Кудрявова З.Е. Оптимизация'состава оборудования ГА9 // САПР изделий к технологических процессов в машиностроении : Тез.докл.секин. Волгоград.обл.правления ВИТО Напчшстроителей -Волгоград,19В8.

2. Кудряюва Э.Е. Подход к построении концептуальной модели системы выбора инструмента в ГНС // Проблемы автоматизации перенастраиваемых производств в мавиностроении : Тез. докл.Респуб-лик.науч,- техн.конф.-Волгоград.1988.

3. Кудряаова З.Е.,Гриашн В.А. Модель оптимизации технологических комплексов ГНС // Волгоград.политехи.ил-т 1 Волгоград, 1988-Деп. в ВИНИТИ„М.;Л.05.8М 4300 - В88.

4. КудрямовсоЭ.Ё. Элементы интегрированной САПР гибкой производственной системы // Интегрированные системы < поэтизированного , юектирования : Тез.докл.Всесояз.конф.-Вологда,1989.

5. Кудрявова З.Е. Интегрированная САПР гибкой производственной системы // Проблемы автоматизации технологических процессов в иавиностроении : Тез.докл.Межреспубл.науч.-техн.конф.-Волгоград. 1989.

6. Кудрявова З.Е. Интегрированная САПР / ЙСТШ1 гибкой производственной системы иаииностронтелышго производства // ■ Автома-тизир. трансп.-складск.системы : матер.краткосроч.семин. / 0-во "Знание" РСФСР. Ленингр.^ом науч.-техн.проп.тЛенинграа,1389.

'/. Кудрявова Э.Е. Элементы интегрирование!': САПР'АСНП гибкой производственной системы // Волгоград.политехи.ин-т - Волгоград.1989 - йен. в ВИНИТИ, И.: 10.01.89.Н 243-Ы9.

8. Кудрувова Э.Е. Автоматизированная линия;. Ус~ройство для переме: :ния груза // А.с. на изобретение N 148478/М9ВЗ.

9. Создание и эксплуатация базы данных технологического обо-

рудования HiC в мааиностроепии : Йетодичоскис указен.'чя к лабораторным работам по автоматизированному проектировании ГНС > Сост. Кудрпзова З.Е. Волгоград.политехи.ин-т - Волгоград,1930.

10.Оптимизация состава оборудования Гнз : Методические укс запия к лабораторным работам по автоматизированному нроектирс ванив ГНС П Сост. Кудрявова З.Е. Волгоград.политехи.ин-т -Волгоград,1990.

11.Кудрявова З.Е. Подход к организации работа многоиоменк латурного мсха:!00бра0ативавв,ег0 производегаа // Волгоград.поли техн.ин-т - Волгоград, 1990 Деп. в ВИНИТЭМР. М.:08.0й.90, 114-мч 90.

12.Кудрявова З.Е. Оценка организационно-технологически: возмозностей ГНС на начальных этапах проектирования // Волгог рад.политехи.ин-т Волгоград. 1890 - Дсп. в ВИНИТИ. М.; 11.0S.90 . Н 2562-Б90.

13.Кудрявова d.t. Разработка основ интеграции гибкой производственниц системы на принципах синергетики // Волгоград.политехи.ин-т - Волгоград,1991-Деп. в ВИНИТИ. М.: U8.02.91.H Й54-Н91.

14.Кудрявова Э.Е. Разраоотка интеграции CflilP 1'ПС в мавинос-троении на принципах синергетики // Гибридные интеллектуальные системы: Тез.докл.йсесоьзн.коиф.- Ростов-на-Дону,19Э1.

Ib.Кудрявова З.с.- Вопросы интеграции р САПР ГНС с позиций синергетики // Волгоград.политехи.ин-т. Волгоград,1391-Деп. в ВИНИТИ, а.: 16.О/.91.N 3U28-B91.

16.Кудрявова З.Е. Модель принятия резений при проектировании ГНС // Интеллектуальные системы0 в мазиностроения :

о

(ез.докл.Всесопзн.конф. - Самара.1991.

17.Кудрявова З.Е. Оптимизационная модель размеясния основного технологического^^орудования ГНС // Математическое и мавии-

иадслирпваиие : Тез.дакл.Всесовзн.конф. - Боронеа,1:Ш.

1й.Кудрааова Недель нринатиа~реясиий при премировании

с

скретной технологической системы // Проблемы формирования сис-

й кашш и техники нош:х поколений : Тез.докл.спец.постоял.дей-

п.ссшш.'ШП'О Машшостроителей - И.,1331.

19.Кудряиова Э.Е., Камаса О. Иоделирование сложных систаи

аппарате сетей (ЫССйС) // Проблемы создания и эксплуатации

аналогического оборудования и гибких производственных систем:

з.докл.Российской науч.-практической конф. -Хабаровск.1332.

¿О.Кудрааопа Дипсритейн И.0. Моделирование разнесения

о

юрудокаиия ГНС с у.пои оптимальных размеров партий деталей ' Известия высиих учебных заведений. йашшостроепие. 1332.