автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Основы построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и сопровождения производства изделий в геофизическом приборостроении

На правах рукописи

Бурдо Георгий Борисович

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ В ГЕОФИЗИЧЕСКОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

(в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 7 (.¡АР 2011

4841030

На правах рукописи

Бурдо Георгий Борисович

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ В ГЕОФИЗИЧЕСКОМ ПРИБОРОСТРОЕНИИ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

(в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

ПАЛЮХ Борис Васильевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор МИТРОФАНОВ Владимир Георгиевич

- доктор технических наук, профессор КАМАЕВ Валерий Анатольевич

- доктор технических наук, профессор ЕРЕМЕЕВ Александр Павлович

Ведущая организация - ОАО научно-производственное предприятие

«ГЕРС», г. Тверь

Защита диссертации состоится « » мая_2011г. в_часов на

заседании диссертационного совета Д 212.262.04 в Тверском государственном техническом университете по адресу:

170026, г. Тверь, наб. Афанасия Никитина, 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_»_2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор H.H. Филатова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы определяется имеющимися противоречиями в области проектирования технологических процессов (ТПр) и управления выпуском изделий в геофизическом приборостроении (ГФП):

- время технологической подготовки производства (ТПП) с помощью автоматизированных систем проектирования технологических процессов (T-Flex, Вертикаль, Спрут, ТехноПРО, TEXCARD и др.) становится соизмеримым со временем изготовления деталей, не осуществляется организационно-технологическое проектирование ТПр (их разработка с учетом целевой функции заказа, способа организации производства, загрузки оборудования подразделений), актуальное для единичного и мелкосерийного производства;

- большие затраты времени на разработку и корректировку постоянно обновляемых в течение года объемных и календарных планов затрудняют точное определение объемов и сроков выполнения договоров, заставляют фирмы иметь запасы узлов и приборов, которые могут быть не востребованы потребителями и увеличивают незавершенное производство;

- способы управление ТПр изготовления приборов не отвечает условию своевременной штучной поставки приборов по большому числу контрактов;

- для организации управления производством необходимо знание времен выполнения операций, однако ТПП из-за дефицита времени выполняется весьма ук-рупненно;

- методология построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов (САПР ТП), автоматизированных систем управления ТПр (АСУТП) и систем управления и планирования предприятием разного уровня (ERP (Enterprise Resourse Planning)-CHCTeMbi, MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), Scada (Supervisoru Control And Data Acquisition) и др.) направлена на обслуживание нужд серийного и крупносерийного производства (ГФП относится к единичному и мелкосерийному); ERP-системы к тому же ориентированы на североамериканский (отчасти западноевропейский) способ организации технологий;

- ERP и MRP-2 -системы позволяют разрабатывать в автоматизированном режиме объемные планы, разработка точных календарных и оперативных планов невозможна из-за отсутствия средств для расчета циклов изготовлений изделий, автоматизированная корректировка планов по результатам диспетчирования (Scada) не предусматривается;

- АСУТП позволяют отслеживать выполнение календарных планов-графиков (КПГ), но не имеют формальных процедур для их расчетов, и принятия решений на основе результатов диспетчирования;

- имеется информационный разрыв между САПР ТП, АСУТП и ERP-системами, не позволяющий оперативно принимать управленческие решения;

- развитие геофизического приборостроения России, находящегося на прорывных направлениях развития науки и техники и успешно конкурирующего с ведущими зарубежными фирмами, сдерживает отсутствие современных производственных систем (ПС).

Выявленные противоречия позволяют осуществить постановку проблемы, имеющей важное значение для отечественного геофизического приборостроения -повышение эффективности функционирования производственных систем ГФП путем сокращения сроков и совершенствования ТПП и планово-организационного со-

провождения производства изделий. Решение проблемы приводит к сокращению времени на выпуск новых образцов техники, улучшению технико-экономических показателей предприятий, обеспечивает возможность управлять сроками изготовления изделий за счет многовариантной оценки решений.

В рамках данной проблемы актуальны постановка и решение научной проблемы - создание теоретических основ для построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и сопровождения процессов производства изделий (АССП) в ПС геофизического приборостроения.

Решение проблемы предлагается осуществлять на основе формализации и автоматизации проектных процедур при проведении организационно- технологического проектирования ТПр, разработке и корректировке планов технологических подразделений (ТП), и диспетчировании их работы.

Область исследования -методология разработки моделей и методов для анализа и синтеза проектных решений по проектированию технологий и планированию и управлению производством в машиностроении и приборостроении.

Объект исследования - процесс автоматизированного проектирования технологических процессов и принятия решений при сопровождении производства изделий в ГФП, методы и способы осуществления проектных процедур.

Цель диссертационной работы - совершенствование существующей методологии построения САПР ТП и АССП для предприятий геофизического приборостроения на основе совокупности принципов, моделей, положений и методов, создающих предпосылки для повышения степени автоматизации р интеллектуализации проектных процедур при разработке ТПр и сопровождении производства изделий.

Для достижения цели в работе осуществлялись постановка и решение основных исследовательских задач:

1) выбор и анализ объекта проектирования, анализ существующей методологии и систем автоматизированного проектирования технологических процессов и управления предприятиями разных уровней,

2) анализ моделей процесса проектирования и моделей представления знаний в САПР ТП и АССП, разработка принципов их создания, методов и моделей процессов автоматизированного организационно-технологического проектирования в САПР ТП и принятия решений в АССП на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях,

3) построение иерархических теоретико-множественных описаний производственной системы, САПР ТП и АССП, обеспечивающих информационную интеграцию САПР ТП, АССП и технологический подразделений, и связь с системой управления организацией,

4) систематизация и формализация эвристик, организационных и технологических закономерностей построения технологии механической обработки, иерархическое представление процесса проектирования в САПР ТП на основе информационного преобразования состояний проектируемого объекта на уровнях декомпозиции, разработка методики автоматизированного проектирования ТПр с учетом загрузки оборудования и целевой функции ПС,

5) систематизация и формализация методов разработки объемных, календарных, оперативных планов и диспетчирования, учитывающих концепцию накопления контрактов, разработка моделей и алгоритмов процесса принятия решений в АССП на основе распознавания ситуации в ТП,

6) программная реализация методологии построения САПР ТП и АССП, разработка методик автоматизированного проектирования ТПр и сопровождения производства изделий, исследование предложенных моделей и методов при решении задач в производственных условиях.

Научная новизна. В настоящей работе:

1. Предложены на основе теоретико-множественного подхода и системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «подчиненность целей», «преемственность структур» способы информационной и временной интеграции САПР ТП, АССП и ТП, обеспечивающие организационно-технологическое проектирование ТПр с учетом загрузки оборудования и целевой функции, и сопровождение производства на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях.

2. Разработано представление процесса проектирования (1Ш) в САПР ТП, включающее: способ иерархической организации проектных процедур, способ формирования базы знаний продукционных моделей на основе системно-технологических закономерностей, способ оценки промежуточных решений критериями, функционально выражаемых через параметры состояния проектируемого объекта (ТПр) на уровнях декомпозиции и технологических подразделений, способ представления параметров состояний ТПр.

3. Предложены иерархические модели знаний для информационного обеспечения САПР ТП на основе теоретико-множественного подхода и выявленной иерархической системы исходных положений, вытекающих из технологических, системных и организационно-экономических принципов проектирования ТПр, включающие: описание уровней процесса проектирования и проектируемого объекта, описание процедур синтеза и оценки решений, описание процедур накопления опыта.

4. На основе выявленных принципов построения САПР ТП предложена методика автоматизированного проектирования технологических процессов, новизна которой заключается в систематизации и формализации проектных процедур на уровнях синтеза укрупненных схем, маршрутной и операционной технологии, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ, и процедур оценки решений на уровнях системами критериев, зависящими от целевой функции ПС и параметров состояния ТП; в модификации решений при изменении загрузки оборудования и целевой функции.

5. Разработаны модели знаний для АССП на основе теоретико-множественного подхода, включающие: функциональное описание уровней сопровождения, логическую схему взаимосвязи проектных процедур, иерархические системы приоритетов, способы осуществления проектных процедур и распознавания ситуации в ТП.

6. На основе выявленных принципов построения АССП разработана методика автоматизированного сопровождения процессов изготовления приборов, новизна которой заключается в систематизации и формализации процедур расчета на всех уровнях сопровождения; во взаимосвязи объемного, календарного, оперативного планирования и диспетчирования; в оперативном планировании и диспетчировании на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях; в автоматическом переходе от одного уровня сопровождения к другому и в режим диалога.

7. Развита концепция принятия решений на основе интеллектуальной модели знаний, включающей продукционные модели представления знаний, логические,

оптимизационные и интуитивные звенья. Разработаны методы формализации процессов проектирования и накопления знаний в САПР ТП и АССП.

8. Предложена методика диспетчирования технологических процессов на основе аппарата нечетких множеств, новизна которой заключается в ее применении применительно к дискретным машиностроительным объектам, выявлении совокупности входных и выходных параметров, разработке правил нечеткого вывода.

Методы исследования. В работе используются методы теорий: множеств, графов, формальных систем, искусственного интеллекта, исследования операций, управления, а также методы математической статистики.

Работа выполнена в рамах междисциплинарной отрасли научных знаний, охватывающих методологии систем автоматизированного проектирования, построения технологических процессов в машиностроении, автоматизированных систем управления предприятием и технологическими процессами, систем, проектирования, Бережливого производства, управления качеством.

Достоверность полученных результатов подтверждается экспериментальными исследованиями и апробацией на моделях и с помощью программных средств, реализующих отдельные элементы САПР ТП и АССП, доказывающими адекватность синтезированных технологических и управленческих решений условиям их реализации, соответствие информационного и системного представления проектируемых объектов реальным объектам в производственной системе. Результаты автоматизированного синтеза технологических процессов, объемных, календарных планов, календарных планов-графиков (КПГ) и диспетчирования при промышленной эксплуатации полностью подтверждают эффективность предложенных методик, моделей и алгоритмов в САПР ТП и АССП.

Практическая ценность работы заключается в повышении эффективности человеко-машинных систем при проектировании технологических процессов механической обработки и сопровождении процессов изготовления изделий в ГФП, выражающейся в автоматизации процедур: многовариантного синтеза решений и их отбора на уровнях декомпозиции процесса проектирования (САПР ТП), разработки планов всех уровней для технологических подразделений и принятия управленческих решений на основе диспетчирования (АССП). В ходе выполнения исследований:

1. Показана необходимость системной, информационной и временной интеграции САПР ТП, АССП и ТП в рамках производственной системы, что создает возможности: реализации дополнительного уровня управления ТП за счет проектирования ТПр с учетом целевой функции ПС и текущей загрузки оборудования; осуществлять планирование и диспетчирование на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях.

2. Доказана возможность снижения субъективизма и времени технологической подготовки произвЬдства при повышении ее качества в условиях ГФП на основе САПР ТП, сочетающих методики многоуровневого организационно-технологического проектирования единичных и унифицированных ТПр, учитывающие загрузку оборудования ТП и целевую функцию ПС.

3. Сформирован иерархический комплекс системно-технологических закономерностей, базирующийся на технологических, системных, организационно-экономических принципах построения ТПр, определяющий формальное и семантическое содержание проектных процедур, и позволяющий с высокой степенью авто-

матичности получать описания ТПр на различных уровнях декомпозиции процесса проектирования.

4. Обоснован и сформирован комплекс интервальных критериев, позволяющий сократить пространство поиска решений на всех уровнях процесса технологического проектирования. Комплексы критериев модифицируются в зависимости от целевой функции производственной системы, и количественно определяются параметрами синтезированного технологического решения данного уровня и параметрами загрузки оборудования, необходимого для его реализации. Это избавляет от необходимости детальной проработки решений для их оценки целевой функцией в параметрах решения нижнего уровня.

5. Представлена развернутая иерархическая система формальных правил автоматизированного проектирования технологических процессов в САПР ТП, позволяющая производить разработку новой и доработку спроектированной ранее технологии, начиная со строго определенного уровня процесса проектирования. Предложен способ непосредственного перехода от известных системных характеристик детали к системным характеристикам технологического решения определенного уровня из числа спроектированных ранее.

6. Представлены и обоснованы формальные проектные процедуры в АССП, позволяющие автоматизировать: процессы принятия решений на различных этапах сопровождения выпуска приборов на основе распознавания и оценки ситуации в ТП; переход на следующие этапы и реализацию обратных связей при планировании; выработку управляющих воздействий по результатам анализа данных диспетчирова-ния.

7. Разработаны иерархические системы (глобальный-внутренний-частный приоритет) динамичных приоритетных правил, определяющие формальные процедуры формирования календарного плана-графика прохождения деталей по операциям в технологических подразделениях. Выбор конкретной системы частных приоритетов осуществляется на основе анализа текущей ситуации в технологических подразделениях, переназначение глобальных и внутренних приоритетов при переходе в последующие интервалы оперативного планирования производится автоматически.

8. Представлена методика диспетчирования технологических процессов механической обработки на основе нечетких множеств, пригодная для реализации в подразделениях с числом рабочих мест до 30-ти, показаны входные параметры и способ определения их числовых значений, выходные переменные и их размерность, система нечетких правил вывода.

9. Разработаны и переданы в эксплуатацию методики и программные средства, защищенные свидетельством о регистрации программ для ЭВМ, обеспечивающие интеллектуализацию и автоматизацию комплексных задач разработки технологических процессов и сопровождения производства изделий в геофизическом приборостроении.

На защиту выносятся:

1. Совокупность теоретико-множественных моделей производственной системы, САПР ТП и АССП, построенных на основе системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «внешняя среда», «подчиненность целей», позволяющая получить новые системные свойства при проектировании ТПр и сопровождении производства изделий, и определяющая

функции, структуры, информационные связи и параметры решений в САПР ТГ1 и АССП.

2. Методика представления процесса проектирования (1111) в САПР ТП, включающая: способ декомпозиции ПП на уровни; способ организации проектных процедур; способ критериальной оценки в параметрах проектируемого объекта рассматриваемого уровня и технологических подразделений; способ представления знаний; модели технологических подразделений, реализующих ТПр; модели ТПр на уровнях декомпозиции; механизм накопления знаний.

3. Формальная система проектных функций и моделей, позволяющая преобразовывать информационное описание состояния детали, соответствующее заготовке, в описание состояния, соответствующее готовой детали. Система продукций основана на: иерархическом комплексе системно-технологических закономерностей, отражающих экономические, организационные и технологические принципы проектирования ТПр и системную интеграцию агентов в ПС; генерации множества вариантов; реализации связей с другими агентами ПС.

4. Методика автоматизированного сопровождения производства изделий на основе системы формальных моделей для автоматизированного построения объемных, календарных, оперативных планов и диспетчирования, обеспечивающая эффективное сопровождение процессов изготовления деталей и отражающая иерархию процессов планирования и управления в организации. Методика основана: на анализе и распознавании текущего состояния в ПС; на анализе и выборе приоритетных схем прохождения деталей по операциям; на реализации обратных связей на всех уровнях сопровождения и связей с другими агентами ПС.

5. Методика автоматизированного формирования и выбора иерархических приоритетных схем для построения календарных планов-графиков прохождения деталей по операциям на основе соотношения «разряд-группа-вид работ» и распознавания ситуации в ТП, отражающая иерархию целей в производственной системе.

6. Методика проведения проектных работ и использования программных средств, распределение функций в рамках ПС, САПР ТП и АССП.

Связь работы с научными темами и программами. Результаты работ получены в ходе проведения хоздоговорных НИР: с ОАО «Бежецксельмаш» (г.Бежецк) по теме «Автоматизация проектирования технологических процессов» (1986-1988 гг.), с ОАО «Тверской экскаватор» (г.Тверь) по теме «Повышение эффективности проектирования технологий» (1985-1987 гг.), с администрацией Тверской области по темам «Разработка компьютерных технологий проектирования технологических процессов» (1999 г.) и «Разработка компьтерных технологий размерного анализа» (2001 г.); госбюджетных НИР Тверского государственного технического университета « Разработка проекта учебной САПР ТП для ГПС» (1995- 2003гг.), «Разработка программных средств размерного анализа конструкций» (2002-2004), «Разработка программных средств размерного анализа технологических процессов» (2005-2007), «Разработка автоматизированной системы проектирования и управления технологическими процессами» (2008-2010 гг.); НИР в рамках федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России в 2008-2013 годах».

Апробация работы. Результаты работ докладывались и обсуждались на Республиканских научно-технических конференциях «Усовершенствование технологической подготовки машиностроительных и приборостроительных предприятий с при-

менением средств вычислительной техники» (г. Таллин, 1979), «Автоматизация проектирования и производства с применением ЭВМ и числового программного управления в машино- и приборостроении» (г. Таллин, 1984) и «Создание гибких комплексов в машиностроении на базе станков с ЧПУ и промышленных роботов» (г. Киев, 1985), научно-технической конференции «Проблемы и эксплуатация гибких производственных систем» (г. Саранск, 1986), межреспубликанской научно-технической конференции «Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении» (г. Волгоград, 1989), Юбилейной научно-технической конференции (г.Тверь, 1998), на региональной научно - технической конференции «Современные проблемы развития и совершенствования учебного процесса» (г. Самара, 2000), научно- практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса тверского региона» (г. Тверь, 2001), двенадцатой национальной конференции по искусственному интеллекту с международным участием (г. Тверь, Россия, 2010).

Внедрение результатов. Результаты работ внедрены и используются при проектировании технологических процессов, сопровождении и управлении технологическими процессами в ООО «Нефтегазгеофизика» (г. Тверь), Научно-производственном филиале «Центргеофизика» ООО «Георесурс» (ОАО « Газпром», г. Кимры), ОАО Научно-производственной фирме «Геофизика» (г. Уфа), ОАО «Исток» (г.Тверь), ОАО «Тверской экскаватор» (г. Тверь).

Научные и практические результаты переданы в эксплуатацию и используются при выполнении НИР, подготовке специалистов, бакалавров и магистров по направлениям «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и «Автоматизация и управления» в Тверском государственном техническом университете.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50 печатных научных работ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 357 страницах машинописного текста, включающих 130 рисунков, 11 таблиц, 5 приложений, список использованной литературы (251 наименование).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, в историческом плане рассмотрены этапы научных исследований в области создания методологии проектирования технологических процессов (ТПр) и САПР ТП, управления работой технологических подразделений (ТП). Сформулированы основные теоретические положения, выносимые на защиту и определяющие научную новизну. Приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе осуществляется обоснование актуальности исследования в области разработки САПР ТП и АССП в геофизическом приборостроении (ГФП).

К настоящему времени доля предприятий единичного и мелкосерийного производства (к которым относилось и относится геофизическое приборостроение) в России и за рубежом увеличилась до 35-40% с 5-10% в середине 80-х годов. Значительная часть предприятий ГФП, в связи со спецификой изделий, занята выпуском своих разработок, отличающихся высокой наукоемкостью, и успешно конкурирующих с зарубежными. Предприятия ГФП оказались в стороне от вопросов совершенствования ТПП и управления, и научных разработок, касающиеся этих вопросов.

Отличительными чертами ГФП, позволяющими его выделить в единичном и мелкосерийном производстве, являются следующие: 1) высокая наукоемкость и стоимость изделий, практически вновь полностью разрабатываемых и изготавливаемых фирмой; 2) сложность и трудоемкость деталей и ТПр, определяемые специфичностью конструкторско-технологических параметров изделий и их служебным назначением (высокая температура и давление, агрессивные среды); 3) весьма ожидаемы конструктивные изменения в процессе изготовления, что влечет корректировку сроков и планов; 4) высокая технологическая сложность и разнообразие изделий приводит к выполнению части операций и ТПр на стороне; 5) цикл изготовления прерывается работами, выполняемыми вне ТП фирмы (метрология узлов и приборов, монтаж электроники, испытания в термобарокамере), поэтому велико влияние случайных факторов на длительность изготовления; 6) зависимость сроков изготовления от своевременности поставок (в т.ч. и зарубежных) по изменяющейся номенклатуре; 7) необходимость реализации разнообразных технологических методов на разных этапах ТПр; 8) недопустимость отступления от организационно-технологического проектирования ТПр, что приведет к увеличению стоимости, сроков изготовления и снижению конкурентоспособности изделий.

Планы предприятий в течение года постоянно накапливаются, что заставляет пересматривать календарные сроки изготовления приборов по контрактам. Контракты разнятся по целевым установкам их выполнения (с минимальной себестоимостью, в минимальные сроки и т.д.). Ситуация в ТП динамична, что заставляет менять правила разработки ТПр. Следовательно, ТПП и управление ТПр следует рассматривать, как интегрированную организационно - технологическую задачу. Рассмотрены характеристики ТП и организационно-функциональная структура ПС. Проанализирована номенклатура изделий и деталей, изготавливаемых в ПС, технология их механической обработки, ведущаяся, в основном, на оборудовании токарной, фрезерной, координатной, долбежной и шлифовальной групп.

В настоящее время рынок программных средств представлен разнообразными системами, обеспечивающих автоматизацию ТПП (CAD/CAM/CAE системы). Наиболее часто используемыми САПР ТП среднего уровня являются разработки компаний: отечественных - АСКОН (Компас), Топ Системы (T-Flex), СПРУТ - технология, Вектор-Альянс (ТехноПРО), Oméga ADEM Technologies (АДЕМ), ЗАО Русская Промышленная Компания (EdgeCAM) и др.; зарубежных - НПП ИНТЕРМЕХ (TEXCARD), SolidEdge, PowerSolutions, Consistent Software (Technology CS). Анализ показал, что системы предназначены для серийного производства, не имеют выраженной иерархии, обеспечивают невысокую степень формализации проектирования, в автоматическом режиме решаются расчетные задачи, проектирование по методу типизации и формирование документации. Практически не имеется серьезных элементов оптимизации ТПр и управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ, не реализуются связи с системами управления. Время разработки ТПр деталей средней сложности сокращено с 20-40 до 4-8 часов, что явно недостаточно для ГФП. Системы верхнего уровня (Pro/ENGINEER, CATIA и Unigraphics) имеют мощное геометрическое ядро, средства для расчета конструкций и их элементов, позволяют несколько сократить сроки подготовки УП, однако обозначенные проблемные области при проектировании ТПр не ликвидированы.

В работах (В.А. Брюхов, А.М. Гильман, Г.К. Горанский, Н.М. Капустин, В.Г. Митрофанов, В.В. Павлов, Ю.М. Соломенцева, К.А. Тинн В.П. и др.) был решен

комплекс частных задач технологического проектирования - расчета режимов резания, норм времени, припусков, оптимизации маршрута обработки поверхности, построения операций на ряде типов оборудования, проектирования маршрутов на основе типизации и т.д. Подход к разработке ТПр на основе декомпозиции впервые предложен В.Д. Цветковым, и ограничился анализом некоторых закономерностей проектирования ТПр для крупносерийного и серийного производства. Развитие методологии системного подхода к проектированию технических систем исследовано в работах Н.М. Капустина, И.П. Норенкова, В.А.Камаева, В.Д. Цветкова и др. Подход к созданию интеллектуальных САПР ТП, основанный на доказательстве теорем, был впервые предложен Н.Г. Буевичем, И.В. Бобровой и Б.Б.Челищевым. Однако его практическая реализация оказалось проблематичной. Реализация элементов искусственного интеллекта в САПР ТП показана в исследованиях В.И. Аверченкова, Г.Б. Евгенева, М.Г. Левина, А.Р. Денисова, П.В.Казакова, А.И. Кондакова, В.Г. Митрофанова и др. Предложены интеллектуальные алгоритмы выполнения ряда этапов проектирования ТПр. В работах вопросы построения САПР ТП рассмотрены применительно к условиям серийного и массового производства, проектирование ТПр рассматривается, как чисто технологическая (а не организационно-технологическая) задача, степень формализации проектных процедур недостаточна. Критерии оценки промежуточных решений при декомпозиции (или при решении частных) задач не связаны между собой, и не вытекают из целевой функции ПС, оценка выполняется в параметрах последнего уровня, а не рассматриваемого, для проектирования используются лишь технологические закономерности.

Организационно-экономические принципы управления производством и «бережливого производства» исследованы достаточно подробно (Акофф Л., О.П. Беляева, В.Н. Васильев, Т.А., Вумек Д., Джорж А., Т.А. Егорова, Н.Л. Зайцев, В.Г. Са-мойлович, Тейлор Ф., Файоль А. и др.). Математические аспекты разработки расписаний обработки деталей в ТП (конвейерная задача теории расписаний), исследована в работах (Конвей Р.В., М.Х. Прилуцкий, Стайглиц К., Л.И. Смоляр, B.C. Танаев и др.), практическая реализация моделей сложна и основана на упорядочении перебора. Задачи управления ТП различного уровня (управление станком, группой станков), представленными различными типами оборудования, рассмотрены в трудах (В.О. Абзель, М.Х. Блехерман, Д.А. Гаврилов, И.М. Макаров, Г.В. Орловский, Ю.М. Соломенцев, Султан-заде Н.М, Хокс Б. и др.). Отмечается возможность использования приоритетов при запуске. Не умаляя важности данных исследований, можно отметить, что в них: а) рассмотрено управление ТП при жестких объемных и календарных планах, что не характерно для ГФП; б) управление ведется без обратной связи по загрузке оборудования; в) система управления рассматривается в отрыве от проектирования ТПр; г) управление не отражает необходимости взаимосвязи всех видов планов, что крайне важно для рассматриваемых ПС. Промышленные системы управления ресурсами и планирования предприятием (ERP, MRP-2, Scada) разного уровня, как Галактика, IFS Applications, Омега, MfgPro, Axapta и др. направлены на обслуживание серийного и крупносерийного производства, не имеют возможностей расчета циклов, КПГ и оперативной корректировки объемных и календарных планов (рассчитываются лишь мощности ТП и рабочих центров), что крайне важно для предприятий ГФП, работающих в условиях постоянного накопления контрактов.

Морфологический подход (Холл Дж.) к ПП исследует его, как метод логической организации идей. В работах (Диксон Дж., Мартин Д., Дитрих Я., Гаспарский В. и др.) проектирование рассматривается, как информационная подготовка некоторого изменения, как "планирование изменений в объектах . Отмечается необходимость системной концепции при рассмотрении ПП. В систему ПП входит то, что проектируется, и проектировщик. Отмечается, что для конкретных задач на базе общей методологии проектирования необходимо разрабатывать частные (специальные) методики, отличающиеся используемыми в них приемами решения и типами проектируемых объектов. Подчеркивается (Н.М. Капустин, В.Д. Цветков, C.J1. Оптнер и др.), что проектирование ТПр относится к случаю сложных задач, характеризующихся недостаточностью начальной информации. Одним из методов преодоления этих трудностей является многоуровневая декомпозиция в сочетании с итерационными алгоритмами решения задач на каждом уровне (Н.М. Капустин, Месарович М., В.Д. Цветков). Поэтому, несмотря на то, что в любом ПП есть элемент, вносимый проектировщиком, он должен опираться на научные основы, а не только на опыт.

Большие возможности открывает использование элементов искусственного интеллекта (ИИ) при разработке решающих систем. Основы подхода заложены работами Заде JL, Нильсона Н., Э.В. Попова, Д.А. Поспелова, Слэйгла Дж., Г.Р. Фирдма-на, Фогеля JL, Эндрю А. и др. Показаны основные подходы к проблеме создания ИИ. Введены понятия о предметной области, знания о которой включают описание объектов, явлений и фактов, а также отношений между ними. В области производства (Д.П. Ким, В.М. Назаретов) выделены основные сферы использования систем ИИ: проектирование и управление производством. Рассматриваются вопросы (Беса-кер Р., Мендельсон Э., Э.В. Попов, Г.Р. Фирдман) представления задач в пространстве состояний. Такое представление может быть применено к иерархическому представлению технологических и управленческих задач. В работах (В.Н. Вагин, А.П. Еремеев, М.Г. Матвеев, Г.В. Рыбина и др.) исследованы способы представления знаний в интеллектуальных системах. Отмечается широкое использование (более 80%) продукционных моделей, что объясняется их наглядностью, простотой логического вывода и внесения изменений. Интересными представляются способы управления объектами на основе нечеткого управления (Заде Л. и др.).

Задача повышения конкурентоспособности изделий ГФП связана с интеграцией процессов проектирования, производства, исследования рынка. Этому посвящены работы (И.П. Норенков, М.Ф. Овсянников и др.) по реализации принципов CALS-технологий. Введено понятие автоматизированной системы сопровождения производства изделий (АССП), информационно интегрированной с САПР ТП и системой управления организации (СУО), и выполняющей функции разработки и корректировки объемной и временной структур планов, КПГ и диспетчирования ТПр. Дана постановка цели и задач исследования.

Во второй главе исследованы системные характеристики, структура и база знаний ПС на основе методологии системного подхода (A.A. Денисов, Месарович М., С.А. Саркисян и др.). В ГФП размер партии изделий обычно не превышает 5-6 шт., технологическое оборудования установлено по группам, запуск изделий в производство позаказный. Управление заказами, распределение операций по оборудованию производится мастерами на основе опыта в соответствии с директивами руководителя ПС. Планирование и диспетчирование на основании неточных норм времени

осуществляется далеко не оптимальным способом, поэтому нередки случаи приостановки выполнения одних заказов и запуск других. Обоснован состав элементов и функции ПС. Соблюден принцип целостности, предполагающий рассмотрение ПС частично обособленной от внешней системы, т.к. она имеет свои специфические закономерности функционирования и свою структуру. Определена цель функционирования ПС - осуществление 'И 111 и выполнение ТПр изготовления изделий в директивные сроки в соответствии с критериями СУО. В соответствии с принципом соответствия структуры системы целям, определен состав элементов ПС. В составе ПС ГФП должны быть: проектные подразделения, выполняющие ТПП; контролирующие подразделения, определяющие степень соответствия изделий требованиям чертежа; управляющие подразделений, осуществляющие координацию работ по времени, объемное и календарное планирование, оперативное управление, подготовку отчетов. ТП, выпускающие изделий, являются управляемыми. Выявлены и проанализированы связи подразделений в рамках ПС, и с внешними, по отношению к ПС, структурами организации. Анализ, выполненный исходя из системных свойств целостности и разобщенности, подтвердил справедливость предложенной структуры ПС. ПС обладает целостным характером функционирования, ее свойства не сводятся к сумме свойств ее элементов. ПС обладает новыми функциями и свойствами, связанными с модификацией решающих правил в проектирующей и управляющей системах в зависимости от состояния в ТП, координацией правил ТПП и запуска изделий. Определены функции элементов ПС, дано их формальное описание. По функциональному признаку проектирующее подразделение можно охарактеризовать как САПР ТП, управляющие подразделения можно трактовать, как АССП. Такая уточненная формулировка функций элементов в свете переработки информации позволяет перейти к выявлению и анализу их связей.

При системном исследовании связей ПС использовался макро-и микроподход. Это позволило: оценить место ПС в общей иерархии организации и отследить связи, выделив из них существенные; исследовать информационные связи и последовательность реализации функций элементами ПС. Задачей было вывести часть подразделений из понятия "внешняя среда" в силу слабости связей с ПС. Наряду с макро-и микроподходом выполнялся анализ ПС, как части организации более высокого уровня, с одной стороны, а с другой - как интегрального целого ее подсистем (двойственность систем). Исходя из этого, ПС представлена системами, реализующими отдельные операции. Каждая подсистема должна выполнять определенную составляющую операции, выход подсистемы будет являться либо входом в другую подсистему, либо выходом системы в целом. В системном аспекте ПС включает в качестве составляющих такие понятия, как структура, отношение, состояние, связь, элемент, функция и т.д. Их учет позволил комплексно подойти к изучению структуры и функции ПС в целом и ее частей, характера взаимодействия с внешней средой.

Рассмотрены связи (информационные, временные и материальные) ПС, как части системы более высокого уровня, с 10-ю типами подразделений в различные этапы ее работы (все виды связей, при подготовке запуска, в процессе сопровождения выпуска). Наличие связей с внешней средой обуславливается функциональной целостностью и обособленностью ПС. Моделью, отражающей связи ПС с подразделениями внешней среды, является мультиграф Н(£), V). Множеству его вершин соответствует ПС (Ор) и взаимодействующие с ней системы внешней среды (£},•), а множеству

дуг V- связи и отношения между ними. В различные этапы работы ПС часть связей отбрасывается, как не имеющая отношения непосредственно к проектированию ТПр и сопровождению изготовления изделий. Связи заменялись соответствующей входной информацией. Это позволило представить ПС, как систему (В.Д. Цветков, Г.Б. Евгенев и др.), определяемую пятеркой своих характеристик: IIC=<H,F, S,Z,U>, (1)

где Я - связи ПС со внешней средой; F - набор выполняемых системой функций; S- структура системы; Z - совокупность функциональных и структурных свойств ПС, определяемых составом ее элементов; U - история функционирования и развития системы. Выполнен анализ связей элементов ПС в процессе сопровождения выпуска. Осуществлен переход от понятия элементов к понятию подсистем и их иерархии. САПР ТП имеет высший уровень при сопровождении, т.к. решения САПР ТП содержат маршрутные ТПр, т.е. порядок следования операций, а АССП детализирует их, определяя последовательность прохождения во времени. Показано, что такая подчиненность соответствует иерархии принятия решений при сопровождении, учитывает комбинацию методов макро- и микроуправления, помогает осуществлять обратную связь по качеству деталей. Связи с СУО важны для формирования планов, но не затрагивают правила преобразования информации, что подчеркивает необходимость рассмотрения САПР ТП и АССП в рамках ПС, как ее подсистем.

Выполнено исследование цикла работы ПС на протяжении выполнения одного и нескольких запусков в изготовление, необходимое для определения временных связей между этапами конструирования, 'Hill, запуска и изготовления изделий. Проведены анализ структуры и классификация временных затрат, необходимых для выполнения всех видов работ по ТПП и изготовлению изделий в ТП. Это позволило выявить временные связи САПР ТП и АССП при ТПП, планировании и управлении работой ТП. С целью создания базы знаний исследована структура временных затрат при осуществлении ТПр, выполнен ряд экспериментальных исследований. Показаны организационные способы сокращения общих циклов изготовления изделий, и циклов механической обработки. Анализ позволил сформировать ряд правил запуска деталей в ТП.

Выявлены принципы построения ТП, позволившие уточнить способы определения структуры станочного парка исходя из необходимости постепенного уменьшения очередей на выполнение операций.

Разработана теоретико-множественная модель ПС (рис.1). Управляемые ТП представляются подсистемами {U, }={u0,ui,u2,u3,u4 }. Подсистема Uo обозначает

Система высшего уровня S

Рис.1. Теоретико-множественная модель ПС

КПГ выпуска изделий (т.е. времена прохождения изделий по технологическим операциям); 17) - оборудование; У? - рабочих, выполняющих технологические опера-

ции; 11з - загрузку оборудования во времени; 1/4 - качество изготавливаемых изделий. Часть операторов ПС являются агентами, ими выполняется до 4-х функций.

Оператор Ло предназначен для управления КПГ. Оператор Я/ служит для управления состоянием парка оборудования. Назначение оператора Я} -определение несоответствия между фактической и расчётной численностью рабочих. Оператор (агент) обеспечивает пропорциональную загрузку по типам и группам оборудования. Оператор К4 управляет качеством выпускаемой продукции. Оператор С0 выполняет функции: определение значений параметров качества продукции, отражённых в технической документации на изделия; осуществление синтеза информации о структуре и параметрах ТПр изготовления изделий. Функции оператора С/.- синтез всех видов планов; определение плановой загрузки оборудования; определение множества сроков осуществления ТПП для различных видов изделий. Подсистема верхнего уровня (оператор По) осуществляет: определение параметров численности работающих, оптимальной для выполнения плана; передачу систематизированных сведений в систему высшего уровня о состоянии в ПС, и предпринимаемых действиях. Обоснована общая иерархия ПС (четырехуровневая, операторы £)0, Со, С], {Я,-}), и при сопровождении работы ТП (трехуровневая, Со, С^ Отметим, что управление осуществляется путём интегрированного воздействия на состояние в ТП со стороны САПР ТП и АССП, что позволяет создавать благоприятные для управления условия (пропорциональность загрузки оборудования) уже на этапе разработки ТПр. Установлено, что САПР ТП и АССП во многих случаях используют в своих информационных преобразованиях одни и те же источники входов, а также активно обмениваются информацией. Дано формальное теоретико-множественное описание функций операторов, оговорен способ проектирования каждым из них (автоматический, автоматизированный). Обосновано распределение функций между агентами ПС (Сд-САПР ТП, Ср АССП) и субъектами (работники ОТК- Л4, линейные мастера- Я0- Я3, с участием управленческого персонала ПС- Од ).

В третьей главе выполнено теоретическое исследование закономерностей принятия решений в подсистемах САПР ТП и АССП с элементами ИИ. Рассмотрены методологические основы (А.А. Денисов, Месарович М., Э.В. Попова и др.) системного подхода в решающих системах (РС). Выявлено, что рациональность процессов переработки информации определяется оптимальностью многоуровневой декомпозиции проектирующих систем, т.к. правила обмена информации напрямую вытекают из структуры РС. Предложено при декомпозиции РС исходить из того, что процесс проектирования должен структурно соответствовать (сохранять преемственность) проектируемой технической системе (ТПр и формам его организации, т.е. двум аспектам описания). Условимся называть имеющий свою иерархию процесс переработки информации в РС процессом проектирования (ПП). ТПр механической обработки имеет свою иерархию: укрупненная схема, маршрут обработки детали, технологическая операция, технологический переход и его структура (В.С. Корсаков, А.А. Маталин, Ю.М. Соломенцев и др.). Организационная форма осуществления ТПр предусматривает (В.Г. Самойлович и др.) иерархию: объемное планирование (исходя из мощностей ТП), календарное планирование (временная структура объемного плана), оперативное планирование (КПГ прохождения деталей по оборудованию), диспетчирование (отслеживание и исключение отклонений от графи-

ков). Обосновано, что при несоответствии иерархии РС иерархии технической, становятся неэффективными процедуры поиска решений.

Выполнено исследование ПП в двух аспектах: как элемента системы более высокого порядка (ПС), и как обособленную систему, имеющую свою иерархию (целостность-разобщенность). Во втором случае внимание концентрировалось на связях внутри уровней ПП, и учитывались связи уровней ПП в САПР ТП или в АССП с внешней средой. Разобщенность характеризует качественную специфику частей системы, а целостность-выполнение ими общей задачи. Целостность характеризует большую силу и существенность внутренних связей по сравнению с внешней средой, это позволило обосновать выделение САПР ТП и АССП в ПС. Сформулированы основные системные принципы, которые нужно реализовать при формализации ПП в САПР ТП и АССП (преемственность структуры, целостность и разобщенность, взаимосвязь и взаимообусловленность, учет связей с внешней средой). Это позволило описать способы представления информации в САПР ТП и АССП в виде следующих структур: а) иерархической, характеризующей декомпозицию ПП по уровням; б) внешней, в которой ПП представлен в каноническом виде и все связи с внешней средой осуществляются посредством входов и выходов; в) внутренней, показывающей состав элементов ПП и связи между ними; г) структурной жизненного цикла (С.А. Саркисян, В.М. Ахундов).

Исследованы системные характеристики ПП и проектируемых объектов в РС. Т.к. САПР ТП и АССП относятся к категории системных объектов, то системные характеристики (см. форм. 1) имеются и в ПП, осуществляемых ими. В ПП можно выделить функциональные и временные связи, унаследованные от проектируемых объектов. Функциональная структура ПП (для синтеза ТПр, например) определяет частично упорядоченную последовательность информационных преобразований из состояния исходной заготовки Сд в деталь Ск> и будет характеризоваться графом 8ф(А,С), где С- вершины графа, характеризующиеся информационным описанием проектируемого объекта; А = {(p¡) -процедуры (функции), с помощью которых достигаются состояния С,. Временная структура ПП характеризуется графом Se= (А, W). Множеству вершин графа А={ <p¡} будут соответствовать информационные преобразования, а дугам W={ ш,-} - отношения, отражающие временные соотношения между процедурами А. Количество структур следует рационально ограничивать исходя из типов решаемых задач. Функция F каждой из рассмотренной подсистемах заключается в преобразовании информации в соответствие с целями их работы, связи Я рассмотрены в главе 2. Установлено, что структура S ПП должна характеризовать и информационные, логические и функциональные связи проектных опера' ций. Иерархическая структура Su отражает подчиненность задач, способ декомпозиции, последовательность нахождения решения. Способ декомпозиции (R) решающей системы Q характеризуется (В.Д. Цветков) множеством её компонент Rq = } и их количественной характеристикой, описываемой набором параметров Z = {Zj........Zn }. Выбор способа декомпозиции должен определяться

функциональным признаком, т.е. типом решаемых задач. Информационная структура SUH отражает информационные взаимоотношения между задачами, определяет условия обмена информацией между подсистемами и результатами решения. Логико-функциональная структура Дописывают правила применения проектных функ-

цкй к решаемым задачам, способ осуществления процедур обучения, модернизации правил принятия решений и накопления знаний - алгоритмы ПП на различных уровнях декомпозиции. Указанные три способа представления РС выполняют триединую задачу: представление всего ПП как подзадач, определяют правила обмена информацией между задачами и правила выполнения проектной процедуры для каждой задачи.

Общая модель ПП в РС, может быть определена двумя типами описаний (В.Д. Цветков). Один из них описывает состав системных характеристик и описание ПП, как системы, и виды его системных характеристик на различных уровнях декомпозиции. Второй тип описания сводится к заданию структур { 5,- } и (или) параметров^,}- синтезируемых элементов проектируемого объекта (ПО) на уровнях декомпозиции. Связь с внешней средой, функция и история жизненного цикла для ПО не задаются, так как относятся к РС. Решения низшего уровня получаются в виде параметров. Элементами этой структуры являются подсистемы (подсистемы 1-го,..,к-го и т.д. уровней):

{{л^,,,,...^))*),{()}.....{р,2)»\{г, ).

Чем ниже уровень представления ПП, тем более подробно должны быть представлены структуры и (или) параметры проектируемого объекта и свойства компонент ПП. Для решения задач в САПР ТП и АССП не всегда требуется описание всего набора системных характеристик. Важнейшим является то, в моделях ПП должно присутствовать описание проектируемого объекта, как пространства поиска решений для РС.

Выявлены способы представления знаний, условий решаемой задачи и методы синтеза решений в САПР ТП и АССП. При модельном уровне представления знаний выделены логические и эвристические модели (Г.В. Рыбина, А.П. Еремеев и др.). В связи со сложностью реализации логические модели не нашли широкого практического применения. Для интеллектуальных систем наибольшее практическое использование находят эвристические модели знаний (продукционные модели, фреймы и семантические сети). Продукционная модель обладает наглядностью, простотой логического вывода и внесением изменений, что делает ее привлекательной для применения в рамках данной диссертации.

Выявлены основные методов и этапы решения задач в САПР ТП и АССП с элементами ИИ. Определено, что задачи, решаемые в САПР ТП и АССП, отличаются различным уровнем иерархичности, на разных уровнях ПП используются различные способы описания проектируемых объектов (структурный, параметрический, оба метода), что вызывает необходимость использования различных типов представления знаний в рамках одной РС. Сделан вывод, что способ представления знаний в РС в рамках определённой предметной области должен отвечать типу, структуре и функциям проектируемого объекта. В САПР ТП и АССП помимо продукционных моделей, знания могут быть представлены в виде аналитических, логических зависимостей, интуитивных знаний проектировщика, а также с помощью табличных, сетевых и перестановочных моделей. Решения задачи в значительной степени определяется формой её представления. Наиболее пригодными для формализации задач в

подсистемах САПР ТП и АССП являются представление в пространстве состояний, и представление путем сведения задачи к подзадачам (Э.В. Попов, В.М. Назаретов и др.). Представление задачи в пространстве состояний определяется четвёркой (С0!Сх,О,Ск), где С0 - множество начальных состояний; С- множество текущих состояний; О - множество операторов отображающих одно состояние в другое; Ск -множество конечных (целевых) состояний. Описание задачи и операторы решения могут удобно представляются графом (деревом), т.к. состояния информационных описаний дискретны (дискретен ПО), а два тождественных состояния недостижимы из разных промежуточных вершин.

Предложен механизм принятия решений и накопления знаний в САПР ТП и АССП. Исходя из сути информационных процедур, показан единый подход к информационному преобразованию ПО из одного состояния в другое, выполняемому с помощью различных операторов преобразования Я (продукции, табличные и т.п. модели, аналитические и другие зависимости, интуиция проектировщика). Обосновано, что проектная функция Я должна состоять из двух подмножеств элементов: множества операторов преобразования Ир и множества операторов накопления и корректировки знаний Ям = К^}. Анализируя способы, объекты и субъекты

преобразования информации в САПР ТП и АССП, сделано заключение, что функция преобразования лр ~{ЛФ,ОФ,ИФ} должна состоять из подфункций 3-х видов, где ЛФ, ОФ, ИФ - множество логических, оптимизационных и интуитивных подфункций. Первые их два вида функций формируют продукции. Дано математическое описание каждого вида функций. Соотношение ЛФ, ОФ, ИФ в функции Ир различно для каждого конкретного ПП и определяется уровнем типизации ПП, динамикой ПС, динамикой жизненного цикла РС и степенью формальности знаний, отражающих исследованность ПО. Сформулированы общие принципы к формированию критериев и целевых функций на уровнях декомпозиции ПП. Даны основные выводы по главе.

Четвертая глава посвящена формализации методов автоматизированного проектирования ТПр в САПР ТП. Сформулированы функции САПР ТП- разработка ТПр механической обработки и управляющих (УП) для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) для условий ГФП. Содержание задач уровней декомпозиции процессов проектирования в САПР ТП должно соответствовать стандартам технологической подготовки производства (ГОСТ Р 50995.3.1.- 96).

Обосновано, что проектирование ТПр является малоформализованной, многовариантной организационно-технологической и экономической задачей, решаемой в условиях информационной неопределенности. Эффективным способом преодоления указанных проблем является предложенный в работе методологический подход, основанный на следующих принципах: 1) реализация системного подхода, рассматривающего процесс технологического проектирования (ПТП) в САПР ТП как мно-гоагентную иерархическую систему, а САПР ТП как агент ПС; 2) введение элементов ИИ; 3) информационная интеграция с АССП; 4) декомпозиция ПТП и критериальная оценка решений на каждом уровне; 5) накопление опыта проектирования (обучение); 6) интеграция в единое информационное пространство. Учитывая комплексный характер задачи, предложена новая информационная модель ТП. Технические ограничения (ТО), параметры информационного состояния ТП (ПСтп) и изде-

лия Cf на q-м уровне ПТП, технико-экономические ограничения (ТЭО) представляют модель ТО (Мт), в рамках которой реализуется ТПр: Л/777 =<ТО,ЛСтп,с1,ТЭО>. В качестве параметров состояния ТП следует использовать загрузку оборудования по типам и группам. ТЭО - {(С < Сз)^(Т < >Q3)}, где С3, , Г3 -заданные величины себестоимости, производительности и цикла изготовления. В приведенных выше работах в области САПР ТП модель ТП ограничивалась ТО (Н.М. Капустин, В.Д. Цветков). Обоснованы правила выбора целевых функций (ЦФ) и перевода ограничений в разряд ЦФ. Параметры Cqk необходимы для сравнения этого состояния с фактическим С^, что при неоднократном совпадении

позволит непосредственно переходить от соответствующего исходного информационного описания состояния детали к требуемому (обучение), не применяя операций синтеза.

Исходя из соотношения целостность - разобщенность, предлагается декомпозиция ПТП на уровни, на каждом из которых решается конкретная задача. Декомпозиция, как подход, показана в трудах Н.М. Капустина, В.Д. Цветкова и др., но обоснования способа декомпозиции не предложено. В работе выявлены принципы декомпозиции ПТП: 1) декомпозиция не должна нарушать смыслового содержания этапов решений; 2) уровни должны иметь законченное смысловое значение для обеспечения возможности критериальной оценки и отбора вариантов; 3) глубина декомпозиции должна учитывать возможность корректной оценки решения с помощью целевой функции, пригодна для использования рабочими на универсальном оборудовании и разработки УП для станков с ЧПУ; 4) степень детализации решений должна постепенно возрастать. Уровнями ПТП в условиях ГФП должны являться: 1) проектирование укрупненной схемы (УС) ТПр; 2) проектирование маршрута (М) обработки деталей; 3) проектирование операции (ОП); 3) расчет режимов резания (РР) и разработка УП для станков с ЧПУ. Этот факт подтверждается методологией и опытом проектирования ТПр. Многоуровневые модели поиска решений, рассмотренные в ряде работ (Н.М. Капустин, А.И. Кондаков, В.Д. Цветков и др.), основаны

на оценке промежуточных решений в параметрах решения последнего уровня; критерии системно слабо увязаны между собой, не вытекают из целевой функции ПС; модели не отражают необходимость накопления и обобщения информации; проектирование ве-

я

е.

ю ß П

« В

Г

1 iT и

тскущес 1 аилояпиеТП

Рис.2. Модель ПТП с накоплением и обобщением опыта

дется, как чисто технологическое. Предлагаемый в работе (рис.2) способ организации проектных процедур, являющийся развитием модели, предложенной В.Д. Цветковым, лишен указанных недостатков. Модель представлена применительно к вы-

явленной иерархии ПТП в условиях ГФП, и отражает особенности систем с элементами ИИ. На каждом уровне производится синтез решений, накопление (Н) и обобщение (О) опыта проектирования и отбора решений. Особенностями является наличие в модели накопления опыта (Нтп) реализации решений в ТП, отдельное представление подсистемы формирования критериев (ПКО) отбора окончательных и промежуточных решений. Ее выделение вызвано тем, что при изменении ЦФ (Р) ТПр должны меняться и критерии отбора решений (Р^ Р3), системно увязанные с Р. ЦФ (Р) задается СУО, а вся совокупность критериев анализируется с позиции результатов, полученных в ТП. Уточнение критериев на промежуточных уровнях проводится с учётом опыта оценки решений, полученных в более детализированном виде на последующих. Выделение ПКО в отдельный элемент необходимо и с позиции системного подхода к управлению. Следовательно, можно говорить о ПКО, как о подсистеме высшего уровня по отношению к подсистемам, синтезирующим ТПр. Процедуры накопления и обобщения на основе анализа работы ТП состоят в сравнении информационных моделей ТПр и их фактических параметров. Еще одна особенность модели - наличие обратной связи по фактическому состоянию ТП, что позволяет производить модификацию процедур синтеза ТПр. Разработана теоретико-множественная модель САПР ТП (рис.3), позволившая учесть необходимые информационные связи при синтезе структур и параметров ТПр, и формально описать процедуры, выполняемые системой. Операторы (агенты) -й4 выполняют синтез ТПр на 4-х уровнях, а Щ-N4 - накопление информации по УС, М, ОП и УП. Оператор Ир осуществляет функцию накопления фактических параметров изделий после реализации ТПр. Агенты 0\ - О4 -подсистема обобщения информации по проектированию и реализации ТПр. Агент С служит для обобщения, уточнения и перестройки критериев отбора, т.е. реализует сторону процесса обучения, связанную с оценкой вариантов ТПр. Агенты Щ -лг4> А'Р и О] -04 реализуют процесс обучения, связанный с синтезом новых правил проектирования.

В работах Н.М. Капустина, В.Д. Цветкова и др. отмечается, что ПТП включает ряд этапов, однако их формального представления не дано. Для сохранения смыслового содержания ПТП и возможности его оценки пользователем САПР, процедуры разработки ТПр должны соответствовать логике принятия решений проектировщиком, основанной на подходе "анализ-синтез". Учитывая, что формальные процедуры в САПР ТП характеризуются четкой определенностью, то каждый из них представлен последовательностью "синтез-моделирование-анализ-корректировка". На каж-

Рис.З. Теоретико-множественная модель САПР ТП

дом уровне моделируется один и тот же набор характеристик ТПр, а этап "анализ" выполняется критериями, вытекающими из глобальной функции ТПр. Модели, используемые на уровнях ПП, должны позволять: оценивать ожидаемую точность обработки отдельных поверхностей и детали в целом; рассчитывать ориентировочные времена и себестоимость обработки отдельных поверхностей и детали в целом; определять производительность обработки и циклы изготовления партий деталей.

Реализация возможностей продукционных моделей позволила развить аксиоматический подход В.Д. Цветкова и осуществить проектирование ТПр с помощью правил (продукций), описывающих суть процедур синтеза, оптимизации и выбора решений в САПР ТП на всех уровнях декомпозиции У' , и построенных на основе выявленных исходных системно- технологических закономерностей (СТЗ):

{Стз[)п -*{РПС зПУс}'\{ПУс}'у

Исходные СТЗ отражают базовые технологические (73), организационно-экономические (ОЭЗ) и системные закономерности (СЗ) синтеза ТПр в условиях ГФП. На основе исходных СТЗ раскрывается четырехуровневая система продукций, являющаяся основой для построения алгоритмов в САПР ТП. Верхний уровень (нулевой) системы представляет множество исходных СТЗ°. На основе СТЗ0 формируется ряд промежуточных (1-го уровня) СТЗ1. На основе СТЗ1 логическим выводом формируются подусловия ЛУ1 (решающие правила РП) и продукции Я1 синтеза технологических решений ТР1 1-го уровня. Далее, анализом СТЗ0 и СТЗ7 выведены СТЗ2, получены правила Л2, определяющие решения ТР2 второго уровня и т.д. Процедуры В1,В2 и т.д. продолжается до получения продукций, определяющих функцию, структуру и параметры ТПр нужного уровня детализации в рамках модели ТП:

стз0 = ^тз°1,стз02„..стз'],...стз0т}

в' :{СТЗ° -*СТЗ',СТЗ' П'-,П! хИД->ТР' };

В2 : \:ТЗ° хСТЗ' стз2-,СТЗ2 -> П2;П2 х ИДхТР1 -> ТР2-, }

В1 хСТЗ1 х...хСТЗ'~' СТЗ1-, СТЗ1 п'-,п' хИДхТР' Х...ТР1-' ->ТР'}

Семантическая связанность СТЗ и продукций различных уровней позволяет осуществлять ПТП как единое целое, а не как реализацию отдельных методик, объединенных в единый информационный процесс. Разработанная система продукционных моделей обеспечивает с учетом состояния ТП формальный синтез единичных ТПр, синтез на основе типизации и процесса-аналога.

Обоснована возможность оценки промежуточных решений интервальными критериями, функционально выражаемыми через параметры решений анализируемого уровня и параметры состояния ТП. Сформулированы принципы формирования систем критериальных оценок (комплексность; количественный вид; отражение основных структурных, параметрических и системных свойства ТПр; модифицируемость; иерархичность; соответствие смысловому содержанию уровня; обеспечение получение решений в постепенно сужающихся пространствах поиска). Предложены системы критериев на каждом из 4-х уровнях декомпозиции, определяемые видом глобальной целевой функцией ТПр (минимум себестоимости изготовления, минимум

цикла изготовления, максимум производительности). Критерии сформированы по принципу справедливой относительной уступки, в виде произведения локальных

2

критериев, и имеют интервальный вид: к1, . <к1<= п К1 ¡а <К\тях О' - номер

9=1

уровеня,у - вид ЦФ); К1]{ = ^(Зоб1,Зср), К1]2 ^/¡(Р'тп), {ЗобЬЗср- загрузка оборудования типа (группы) 1, используемого в ТПр, и средняя по ТП; Р'тп- параметры ТПр г'-го уровня декомпозиции). Определен вид функций f\ и /12, состав параметров Р'тп и значения границ интервалов К1. т;п и Аутах.

В работах (Е.А. Загоруйко, Н.М. Капустин, И.А. Кравченко и др.) рассмотрена оптимизация структур станочных операций. Применены различные методы оптимизации, переходы в операциях зачастую считаются независимыми. В диссертации показано, что для используемого в ГФП оборудования (универсального токарного, фрезерного; станков с ЧПУ и т.д.), может быть применен единый подход, основанный на анализе затрат основного 10 и (или) вспомогательного 1в технологического

времени, считая К^ =1. Показаны формальные правила оптимизации для случаев

снятия напусков и припусков. Для случая зависимых переходов обычно (при минимизации вспомогательного времени) используется (Н.М. Капустин) метод динамического программирования Беллмана. Для применения единого подхода на основе метода Беллмана доказано положение (имеет 3-й следствия) - «среди оптимальных последовательностей обработки всегда будет такая, в которой переходы, выполняемые одним инструментом, следуют одним за другим», позволившее разработать продукционные модели для синтеза и оптимизации временных структур операций.

В ряде работ (Н.М. Капустин, И.П. Норенков, В.Д, Цветков и др.) отмечается о необходимости введения процедур обучения в САПР ТП, но формального подхода не предложено. Рассмотрены процедуры накопления и обобщения опыта применения критериев при разработке ТПр. Каждое технологическое решение 7Р/ соответствующего уровня декомпозиции запоминается с определенным множеством признаков детали МП^, включающих множества структур {.%} и параметров {П^} детали, и организационно-производственных признаков ОРПк, определяющих организационные и производственные условия выполнения ТПр, ЦФ, оборудование, инструмент, оснастку: ТР1<*{{8,Щ{,ОРЩк,МПк =<{{8,П}1,ОРП}к}>.

Для каждого вида решения ТР, накапливаются множества {МПк), обобщением которых получается технологический образ О. Выявляется интервал технологических решений, ДГР;, соответствующий одному и тому же образу. Технологический

образ получается обобщением опыта: ТР¡п х ТР, х {МПК} -> О,-, и характеризуется определенными интервалами допустимых значений параметров и структур {АМП} и {ДОРП1}: <9, =<{и5/},{{ДО/'Я;-},-}л{ЯД}}>, где \нд}- множество номеров и названий детали, для которых проектировались ТПр. Параметры и структуры решений ТРР, проверенных в ТП, должны принадлежать параметрам образа О: щп ос^/7 е{и51)-,{пт1)е{Ы1])\{ОРЛп)<={ЬОРП})>, в этом случае решение считается

достоверным. Полное МП к позволяет непосредственно выбирать ТР, любого уровня. Определен состав элементов в множествах МПд.

Выявлены процедуры накопления и обобщения опыта применения критериев при разработке ТПр:

Р :{£/}х {ОТ*}* {ГЗЛ,} {ле/},{ТЭЦ/} о {/3£,}, где {£/'} - наборы множества критериев, {схк}- множество системных характеристик ТПр,{тэя;}- множество технико-экономических показателей ТПр (С,в,Тд); {^/]-изменение критериев, соответствующее {7ЭЯ/}. Предлагаемое формальное представление ПТП позволяет синтезировать структуры и параметры ТПр согласно требованиям технологической документации ( ГОСТ 3.1119-83, ГОСТ 3.1121-84). Содержание задач уровней соответствует стандартам технологической подготовки производства (ГОСТ Р 50995.3.1.- 96).

В пятой главе показана формализация проектных процедур в АССП. Сформулированы функции АССП - синтез и корректировка (сопровождение планирования производства) объемных, календарных и оперативных календарных планов-графиков (КПГ) для ТП, диспетчирование и выработка управленческих решений (сопровождение производства) на основе анализа результатов диспетчирования. Таким образом, сопровождения выполняется при планировании производства и выпуске изделий.

С учетом общих закономерностей планирования и управления (Акофф Л., В.Н, Васильев, Т.А., Вумек Д., ТА Егорова, В.Г. Самойлович, Тейлор Ф., Файоль А. и др.), были сформулированы принципы создания АССП в условиях ГФП (системное единство и взаимосвязь, соответствие иерархии планов в АССП планам организации, непрерывность и оперативность, обеспечение резервов, участие человека, комплексности и информационной интеграции с САПР ТП). Исходными данными для работы АССП являются: а) планы по реализации продукции, составленные согласно заключенным договорам; б) данные от САПР ТП по трудоёмкостям и станкоём-костям приборов.

САПР ТП

: АССП подсистемами, состоящими из различных подсистем - участков, и

(рис.4). ТП являются управляемыми

ко-множественная модель, позволившая интегрировать процедуры объемного, календарного, оперативного планирования и дис-

Для исследования работы АССП разработана теорети-

петчирования

Рис.4. Теоретико-множественная модель АССП

осуществляют преобразование предметов производства в соответствии с алгоритмами (технологической документацией), задаваемыми командами {Wy} операторами

{Rj}. {Rj} реализуются мастерами, предназначены для контроля технологической

дисциплины, управления работой непосредственно на рабочих местах и получения информации о ходе работ. Функции подсистемы Р связаны с оценкой выполнения КПГ по всем участкам (ДZ~i) ТП в целом (РД и передачей данной информации

(AZ|(i)) агенту С (Р2). Функции агента В связаны с разработкой множеств параметров (Zj, Z2) характеризующих КПГ для операторов {Rj} и Р (В^ ,В2У, определением отличия фактического КПГ AI2 от задаваемого множеством параметров Ь2 (.83), и фактической загрузки по типам и группам оборудования участков ТП (£4). Функции агента О (объемное и календарное планирование): 0\ определяет исходные параметры (£) для расчёта КПГ; 02 - отклонения от задаваемого объемного плана L,. Подсистема управления (С) реализует следующие функции: определение объемного плана I, для подсистемы О (3 разновидности подфункций - первичный расчет и итерации); выработка управляющего воздействия L2 на агента В (имеет 3 подфункции, первичный расчет и итерации); осуществление обратной связи АD с СУО по отклонениям от планового задания D по срокам и номенклатуре изделий

на основе анализа ALj, AI2 и AZ|(i); прямое управление Ьз работой операторов {Rj} с целью приведения КПГ в норму.

В АССП реализованы три вида обратных связей: по объемному плану, КПГ и диспетчированию ТП. АССП имеет обратную связь с САПР ТП, и осуществляет общую обратную связь (AD) с СУО. Анализ связей в модели позволил формализовать с помощью продукционных моделей процедуры принятия решений при синтезе объемных и календарных планов, КПГ и диспетчировании. На основе распознавания ситуации при синтезе планов предложены формальные процедуры их разработки определены условия перехода к следующему уровню планов, и возврата на предыдущий. Условия определяются путем анализа соотношений длительности циклов сроков выполнения заказов, станкоемкостей работ по типам и (или) группам оборудования, и фондов времени. Для синтеза КПГ (оперативные планы) предложен использовать приоритетные схемы. В работах (М.Х. Блехерман, А.П. Гусев, Зим мерс М, И.М. Макаров, Г.Б. Орловский, В.А. Петрова, В.Г. Раппопорт и др.) пока зано использование некоторых приоритетов при прохождении деталей по рабочи местам, но комплексно данный вопрос не исследован.

Выявлены принципы формирования систем приоритетов (иерархичность, цел ев-направленность-соответствие целям функционирования организации и иерархии ор ганизации, ситуативность-учет параметров состояния ТП при выборе приоритетны схем, постоянство действия важнейших приоритетов, отражающих смысл функцио нирования ПС, вариабельность- наложение вариативных приоритетов на постоян ные). Обосновано и сформировано И систем иерархических приоритетных схе (ПРС), выбираемых продукционными моделями знаний на основе формального рас познавания и анализа ситуации в ТП (загрузки оборудования по ходу основного де тале - потока, длительности и числа операций в маршрутах запускаемых деталей, времени поступления деталей, наличия свободного оборудования, длительноси

первой следующей операции и т.д.). Каждая ПРС имеет иерархию приоритетов (рис.5): глобальный (разряды работ), внутренний (группы работ в пределах разряда), частный (виды работ в пределах группы).

Разработаны правила перена-

ГЛОБАЛЬНЫЙ ЕНУТРЕНИЙ ЧАСТНЫЙ

ПРИОРИТЕТ ПРИОРИТЕТ ПРИОРИТЕТ

(РАЗРЯДЫ РАБОТ) (ГРУППЫ РАБОТ} (ВИДЫ РАБОТ)

значения приоритетов при переходе в следующие интервалы Рис.5. Иерархия приоритетов оперативного планирования

(ИОП). Для использования приоритетных схем уточнена постановка конвейерной задачи (М.Х. Прилуцкий, Стайглиц К. и др.) составления КПГ применительно к ГФП путем введения 4-го (первые 3- ненарушаемость маршрута, непрерывность операции, число рабочих мест) ограничения: из находящихся в очереди на обработку на операции 0;д1 / партий деталей первой на станок (время начало операции ^ более раннее) поступает имеющая высший (символ выше - ») приоритет Я/:

УД; (/ = \,2,...у,..,\уу.,1)[(Пу)>Пы< Требуется построить кален-

дарный план КПГ = с учетом ограничений, и удовлетворяющий целевой функции: Г/ =тах{^.}-»тш, где - время окончания обработки 1-й партии деталей

на ц-к операции на / -й группе станков от начала ИОП. Обоснован критерий разработки КПГ в ГФП - минимальный совокупный цикл изготовления запускаемых в обработку партий деталей. Для последующего синтеза КПГ и сравнения оставляется 2-3 схемы. Для расчета КПГ плановый период разбивается на 5-ти дневные ИОП. В ТП реализуется схема с минимумом 7/. Реализация решения возможна на основе использования известного метода «ветвей и границ», но практически, при использовании ПРС, исключающих неоднозначность, в этом нет необходимости.

Диспетчирование строится на отслеживании фактических времен начала операций и сравнении их с расчетными (в КПГ) по каждой обрабатываемой партии деталей. Анализом состояния при запуске деталей С^, фактических и допустимых величин отставания (опережения) КПГ за данный и предшествующие ИОП (состояния фактических (Фх) и плановых (Фи) фондов времени работы оборудования по типам и (или) группам, формально определяются причины рассогласования КПГ (несоответствие фондов времени работы, некорректные нормативы, орг-причины). Продукциями (ЯР,) на основе подусловий (ПУ) выявляются управленческие решения (УР) по введению ТП в плановый режим (дополнительные смены и рабочие места, пересмотр планов и т.п.):

УСхтп,(Схт =<Пхтг,Ф\Фп >)Э{ {ПР,}[< Сйт,С^,С}п >;->{ЯУ},;

{ПУЪ->ПРГ,{ПР1}к->УРк].

В противоречивых ситуациях предусмотрено вмешательство оператора. Схема работы АССП приведена на рис.6.

Если определение и учет большого числа параметров затруднен, при числе рабочих мест в ТП менее 25-30 (возможна оценка отставаний и выявление причин рассогласования КПГ мастерами), предложено применение диспетчирования на основе аппарата нечетких множеств. Объект управления - КПГ. Управление ведется по вхо-

дам: 1) относительное объемное отставание (опережение) плана по типу и (или) группе станков с начала диспетчирования; 2) относительное среднее объемное отставание (опережение) плана по типу и (или) группе станков за один ИОП с начала диспетчирования; 3) увеличение (уменьшение) отставания (опережения) объемного плана за последний ИОП по сравнению со средним по типу и (или) труппе станков.

Выходные параметры: относительное увеличение (уменьшение) фондов времени работы по типу и (или) группе станков за следующий ИОП. Относительные величины определяются в частях от соответствующих фактических фондов времени работы оборудования. Алгоритм управления состоит из 17-ти нечетких правил. Для фа-зи-логической конъюнкции подусловий применяется правило минимума, для нахождения функций совместной принадлежности - правило нечеткой импликации Мамдани, для дефазификации управляю-Рис.6. Схема работы АССП щего воздействия - центроидный метод.

Шестая глава посвящена планированию, проведению и анализу результатов апробации, определению степени достоверности предложенных моделей и методов. Учитывая необходимость комплексного подхода к созданию САПР ТП и АССП, выполнены работы по совершенствованию структуры ТП, унификации изготовляемых деталей и временной увязке процессов подготовки производства. В соответствии с классификацией работ, сделанной на основе анализа рабочих и перспективных ТПр изготовления деталей и приборов, предложен состав ТП производственной системы и ее механообрабатывающих подразделений. Предлагаемое оборудование имеет частично общие области по реализации ТПр, что даёт возможность варьировать загрузкой оборудования, и отвечает принципам концентрации, автоматизации и гибкости, Для соблюдения принципа пропорциональности, определение количественного состава оборудования выполнялось анализом станкоемкостей работ, выполняемых по каждому типу и группе станков. Для постепенного уменьшения объема очередей по основному детале-потоку, было обеспечено снижение коэффициента загрузки оборудования по его ходу в пределах 4-6 %. С целью минимизации времени прерывания ТПр, загрузка оборудования на выносных операциях принята меньшей на 20-27%. Пространственная структура ТП формировалась исходя из принципа прямоточности анализом ТПр наиболее трудоёмких в обработке деталей (головки, корпуса и т.д.). Это позволило обосновать и реализовать предложенную функциональную структуру и компоновку (пространственную структуру) ТП на базовом предприятии. Конструкторско-технологическая унификация (КТУ) преследовала 2 цели: сократить время, затрачиваемое на проектирование изделий, и создать предпосылки унификации решений в САПР ТП. Проведение КТУ на базовом предприятии позволило достаточно эффективно подойти к проектированию в САПР ТП по методам типизации, и способствовало уменьшению сложности формальных алгоритмов проектирования. Качество проектных решений повысилось за счёт оптимизации элементов технологии для типовых деталей и их поверхностей. Разработанные методики автоматизированного проектирования ТПр и сопровождения производства изде-

лий реализованы в виде программно-технического комплекса, связывающего конструкторские подразделения (CAD), технологические службы (САПР ТП), цеховой управленческий персонал (АССП), управленческий персонал (мастеров) ТП и систему управления (СУО) организацией (рис.7). САПР ТП и АССП могут использоваться автономно, предусмотрена возможность интеграции комплекса с ERP-системами.

На этапе опытной проверки САПР ТП выполнялось моделирование процедур проектирования ТПр для 20 деталей. В качестве примера рассмотрим ТПр обработки детали СТО 8.649.009 (Головка верхняя-2, материал-сталь 40X13, HRC 28..32) в условиях ООО «Нефтегазгеофизика». Базой сравнения был действующий ТПр (Тц=6,1

смен, Тштк =765,9 мин, число операций-8, ЦФ-7^ —*miri). Размер партии деталей принят равный 4.

Моделирование процедур проектирования по методу аналога при целевой функции - минимум цикла (Тц) изготовления Рис.7. Структура программного комплекса партии деталей, дало результаты: 7^=5,6 смен, штучно-калькуляционное время, Тштк=533,2 мин, число операций - 8. При проектировании единичных ТПр при целевой функции >min получено: Тц= 4,2 смены, W =339,6 мин, число операций-9. Проектирования единичных ТПр при задании ЦФ - минимум себестоимости - Тц = 5,5 смен, Тштк = 307,7 мин, число операций - 6. Проведена критериальная проверка вариантов (критерий P(\t |>ij) Стъю-

дента и Г-критерий Фишера). Результаты позволили констатировать, что модели в САПР ТП эффективнее принятых методов проектирования, чувствительны к изменению целевой функции. 8-ю экспертами по 10-бальной системе оценивалось качество технологий (с точки зрения обеспечения точности) и их соответствие условиям ТП и целевой функции, средние оценки составили 9,11 и 9,03 балла соответственно,

JE3Sjj»e:c**jat ясш jj «с» ci ar<rjC~ear"Kjr' œ **. за je* хлхч ТГ ^ . —г

Исследование моделей диспетчирования АССП

ТП|

. ТП)

показало, что они позволяют вводить ТП в плановый режим в 1,5-2 раза быстрее, нежели при применении «ручного управления».

Апробация методики диспетчирования на основе нечетких множеств выполнялась при работе смены (16 рабочих мест). По результатам работы за 3-й ИОП определялось управляющее воздействие. При его реализации, на 3-4-й день следующего ИОП график работы вводился в плановый режим.

Опытная эксплуатация программно-Рис.8. Трудоемкость проек- технического комплекса в 2009-10 гг. показала тирования ТПр средней сложности (рис.8, 1-й столбец-база; 2-й-перепроектирование

по методу типизации; 3-й -проектирование единичных ТПр), что сокращение времени проектирования ТПр обеспечивалось до 3-4 раз по сравнению с базой (программные средства Т-Р1ех) при высоком качестве технологий - брак при изготовлении уменьшен в 1,9 раза. Проанализирована ожидаемая точность и откорректированы 68 ТПр, спроектированные ранее. У 13 из них (порядка 20%), точность размеров обеспечивалась с вероятностью от 74 до 88%. Предложено изменить размеры заготовок для основных деталей, что обеспечило сокращение их материалоемкости до 8%.

Срывы сроков, % от объема

-Т7~

Сверхурочная работа. от объема _5.8 _

Приостановка заказов, % отобъеца ОПЫТНаЯ ЗКСПЛуЭТаЦИЯ ПОДСИСТвМ Объ-

емного и календарного планирования АССП показала возможность оперативной разработки и корректировки планов, расчетных циклов изготовления приборов.

Показатели работы ТП показаны на рис. 9 (1-й столбец - база). Время разработки и корректировки планов сокращены в 3,5-4 раза. Обеспечено закономерное снижение очередей по основному детале-потоку: с 1,5-1,6 детале-операции на первых операциях, до 1,12-1,18 на последних.

Для информационной интеграции АССП Рис.9. Результаты работы ТП с ERP-системами разработана таблица

соответствия, позволяющая исключить нестыковки, вызванные наличием в ERP такого понятия, как рабочий центр, с которым связываются понятия «производственная мощность» и «вид работ». В результате внедрения всего комплекса работ выпуск изделий в расчете на рабочее место увеличен в 1,5-1,6 раза, объем незавершенного производства уменьшен на 15-18%.

В заключении приведена общая характеристика, основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В ходе выполнения исследования получены результаты, обеспечивающие решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное значение для отечественной промышленности и хозяйства: создание теоретических основ для построения систем и применения методов автоматизированного проектирования технологических процессов и сопровождения производства изделий, позволяющих j осуществить автоматизацию и интеллектуализацию решения задач, а именно: для предложенного в работе интегрированного организационно-технологического проектирования в производственных системах геофизического приборостроения разработаны:

1. Теоретико-множественные модели производственной системы, САПР ТП и АССП, построенных на основе системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «внёшняя среда», «подчиненность целей», «преемственность структур», позволяющие информационно описать процессы технологической подготовки и выпуска изделий, получить новые системные свойства при проектировании ТПр и сопровождении производства изделий, и определить функции, структуры и параметры решений в САПР ТП и АССП.

2. Модель процесса проектирования в САПР ТП, отвечающая выявленным системным принципам преемственности структур, целостности и разобщенности, взаимосвязи и взаимообусловленности, связи с внешней средой, включающая: модели и структуры проектируемого объекта на различных уровнях декомпозиции с соответствующими системными характеристиками, определяющими пространства поиска решений; модели и структуры процесса осуществления проектных процедур: иерархическую 4-х уровневую структуру (способ декомпозиции), модели представления знаний для синтеза решений соответствующего уровня декомпозиции, модели поиска решений (последовательность преобразования одного пространства поиска решений в другое), способы оценки решений, обобщения и накопления опыта проектирования, модель технологичнских подразделений, логико-функциональную структуру (функции и последовательность выполнения проектных процеду), информационную структуру (модели обмена информацией).

3. Принципы построения САПР ТП и АССП, определяющие их информационную интеграцию, связи с ТП и СУО, наличие элементов ИИ, иерархичность и способ оценки решений, интеграцию в единое информационное пространство, и детализируемые: 1) для САПР ТП - а) принципами декомпозиции процесса проектирования, б) принципами разработки системы критериальных оценок, в) методикой структуризации и формализации знаний на основе иерархических системно-технологических положений, отражающих технологические, организационно-экономические и системные закономерности проектирования ТПр, и определяющих базу знаний продукционных моделей, логических, оптимизационных и интуитивных функций, обеспечивающих синтез решений и накопление опыта проектирования в САПР ТП; 2) для АССП - а) принципами разработки приоритетных схем, б) принципами планирования и управления.

4. На основе выявленных принципов построения САПР ТП методика автоматизированного организационно-технологического проектирования для единичных технологических процессов и по методу типизации, состоящая в формальном представлении: проектных процедур на уровнях синтеза укрупненных схем, маршрутной и операционной технологии, разработке управляющих программ для станков с ЧПУ; процедур оценки решений на уровнях системами критериев, зависящими от целевой функции производственной системы, состояния ТП и параметров технологии рассматриваемого уровня декомпозиции; способов модификации решений при изменении загрузки оборудования и целевой функции.

5. Система моделей для информационного обеспечения АССП, включающая: функциональное описание уровней сопровождения, логическую схему взаимосвязи проектных процедур, иерархические системы приоритетов для разработки календарных планов-графиков прохождения деталей по операциям на основе иерархических приоритетных схем, способы осуществления проектных процедур, способы распознавания ситуации в ТП, нечеткое управление.

6. Методика автоматизированного сопровождения процессов изготовления приборов, соответствующая системе планов организации и основанная на: систематизации и формализации процедур расчета на уровнях объемного, календарного, оперативного планирования и диспетчирования; интервальной критериальной оценке, обеспечивающей реализацию обратных межуровневых связей, автоматический переходе от одного уровня сопровождения к другому и в режим диалога; оперативном

планировании и диспетчировании на основе интервального метода и распознавания ситуации в технологических подразделениях.

7. Предложены методики и элементы программных средств по проектированию ТПр (зарегистрирована программа для ЭВМ) и сопровождению процессов изготовления приборов, отражающие выявленные принципы создания САПР ТП и АССП и предложенную методологию автоматизированного проектирования и обеспечивающие формализацию и интеллектуализацию процедур синтеза решений. При модификации, методики могут быть использованы в других областях единичного и мелкосерийного машиностроения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ: в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Патох, Б.В. Повышение эффективности управления технологическими подразделениями в условиях единичного и мелкосерийного производства/ Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо// Вестник Донского гос. техн. ун-та.-2009,- Том 9. №4(43).-С.659-6бб .

2. Палюх, Б.В. Программные средства имитационного моделирования размерной структуры технологических процессов / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо, Г.И, Рогозин // Программные продукты и системы.-2010.-№1(89).-С.82 - 85.

3. Палюх, Б.В. Оптимизация процедур поиска технологических решений в комплексной САПР ТП - АСУТП / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо //Вестник Ижевского гос. техн. ун-та,- 2010,- №3(47).-С. 109-112.

4. Бурдо, Г.Б Исследование процедур проектирования технологий в системах автоматизированного проектирования и управления технологическими процессами/ Г.Б. Бурдо //Вестник Ижевского гос. техн. ун-та,- 2010,- №4(48).-С.Ю9 -113 .

5. Палюх, Б,В. Теоретические основы комплексной автоматизированной системы проектирования и управления технологическими процессами в многономенклатурном производстве / Б.В. Палюх, Г.Б, Бурдо // Вестник Самарского гос. техн. ун-та. Сер, технические науки,- 2010,- №4(27).-С.44-54.

6. Палюх, Б.В. Представление знаний в системах автоматизированного проектирования и управления технологическими процессами / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо // Вестник Тамбовского гос. техн. ун-та.- 20Ю.-Том 16. №2.-С.258-265.

7. 10. Палюх, Б.В. Механизм синтеза решений при проектировании технологических процессов в комплексных САПР ТП- АСУТП / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо II Вестник Тамбовского гос. техн. ун-та,- 2010,- Том 16. №3.-С.500-506.

8. Бурдо, Г.Б. Принципы построения автоматизированной системы управления технологическими процессами в многономенклатурных производствах / Г.Б. Бурдо //Вестник Саратовского гос. техн. ун-та,- 2010,- №3(48).-С.113-118.

9. Бурдо, Г.Б. Интеллектуальные средства проектирования технологических процессов / Г.Б. Бурдо // Программные продукты и системы.-2010.-ЖЗ(91).-С.51-54.

10. Хаматдинов, Р.Т. Управление производственными системами геофизического приборостроения / Р.Т. Хаматдинов, Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо // Каротажник. - 2009. -№11(188). - С.81-102.

11. Бурдо, Г.Б. Принятие и оценка решений при формировании операций механической обработки / Г.Б. Бурдо, Н.М. Капустин // Изв. высш. учебн. Завед. СССР. Сер. машиностроение,-1980,-№6.-С 137-141.

12. Бурдо, Г.Б. Анализ и синтез процесса формирования совмещенных технологических переходов/ Г.Б. Бурдо, Н.М. Капустин // Изв. высш. учебных завед. СССР. Сер. машиностроение.-1980,-№7,-С 139-142.

13. Бурдо, Г.Б. Процесс формирования маршрута обработки корпусных деталей / Г.Б. Бурдо // Изв. высш. учебн. Завед. СССР. Сер. машиностроение.-1981,- № 5,- С.135 -138.

Публикации в других изданиях, сборниках трудов, материалах конференций

14. Палюх, Б.В, Иерархическая многоагентная интеллектуальная система проектирования и управления технологическими процессами в организациях единичного и мелкосерийного производства / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо //12-я национальная конф. по искусственному интеллекту с ме-

ждународным участием КИИ-2010: тр. конф., Тверь, 20-24 сент. 2010 г / Российская ассоциация искусственного интеллекта.-М.: Физматлит,- 2010,-Том 4,- С.185-193.

15. Бурдо, Г.Б. Оптимизация загрузки оборудования на механообрабатывающих подразделени-ях/Бурдо Г.Б., Удалов C.B. // Вестник Тверского гос. техн. ун-та. 2004.-Выпуск 4.-С.161-163.

16. Бурдо, Г.Б. Обеспечение надежности технологических процессов/ Г.Б. Бурдо, Г.И. Рагозин, А.И. Матвеев//Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента: сборник науч. тр. Тверского ГТУ/ Тверской гос. техн. ун-т,- Тверь, I997.-C. 61-63.

17. Бурдо, Г.Б. Закономерности автоматизированного проектирования в ГПС/ Г.Б. Бурдо, Г.И. Рагозин, В.А. Баранов//Изготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента: сборник науч. тр. Тверского ГТУ/ Тверской гос. техн. ун-т.- Тверь,1995.-С. 83-85.

18. Бурдо, Г.Б. Обеспечение качества технологических процессов/ Г.Б. Бурдо, Г.И. Рагозин, А.И. Матвеев// Юбилейная конф. ученых и преподавателей Тверского ГТУ: материалы конф./ Тверской гос. техн. ун-т. - Тверь, 1998 - С. 37-38.

19. Бурдо, Г.Б. Оптимизация расчета операционных цепей /Г.Б. Бурдо, Г.И. Рагозин, В.А. Бара-нов//йзготовление, восстановление и упрочнение металлорежущего инструмента: сборник науч. тр. Тверского ГТУ/ Тверской гос. техн. ун-т.-Тверь,1995.-С. 85-88.

20. Бурдо, Г.Б. Модель разработки технологических процессов для производственного участка на основе станков с числовым программным управлением/Г.Б. Бурдо, Н.В. Испирян, В.Г. Бурдо// Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел: межвузовский сборник науч, тр./ Тверской гос. техн. ун-т.-Тверь, 2007.-Выпуск 3.-C.114-118.

21. Бурдо, Г.Б. Системные предпосылки создания комплексных систем автоматизированного проектирования и управления производственными подразделениями/ Г.Б. Бурдо, Н.В. Испирян, С.Р. Испирян//Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей технологического и энергетического оборудования: межвузовский сборник науч. тр./ Тверской гос. техн. ун-т.-Тверь,2009,-Выпуск 2.-С.117-118.

22. Пашох, Б.В. Исследование механизма синтеза решений при проектировании технологических процессов в комплексной САПР ТП-АСУТП/Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо, Н.В. Испирян// Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей технологического и энергетического оборудования: межвузовский сборник науч. тр./ Тверской гос. техн. ун-т.-Тверь, 2010.-Выпуск 3 .-С. 137-143.

23. Палюх, Б.В. Исследование процедур проектирования технологических процессов в комплексной САПР ТП-АСУТП/ Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо, В.Б. Бурдо// Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей технологического и энергетического оборудования: межвузовский сборник науч. тр./ Тверской гос. техн. ун-т.-Тверь, 2010,-Выпуск 3.-С.143-149.

24. Бурдо, Г.Б. Исследование типовых проектных процедур в системах автоматизированного проектирования технологических процессов/Бурдо Г.Б.// Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей технологического и энергетического оборудования: межвузовский сборник науч. тр,/Тверской гос. техн. ун-т.-Тверь, 2010,-Выпуск З.-С.149-153.

25. Бурдо, Г.Б. Системно-технологические предпосылки создания САПР-ТП для ГПС/ Г.Б. Бурдо, В.В. Бойков, Н.В. Испирян// Статья деп. ВИНИТИ, № 434-мш88, 1989. - 6 с.

26. Бурдо, Г.Б. Этапы и перспективы развития интегрированных САПР-ТП/ Г.Б. Бурдо, В.В. Бойков, Н.В. Испирян, М.О. Масленников // Статья деп. ВИНИТИ, № 161-мш89,1989. -9 с.

27. Бурдо, Г.Б. Повышение эффективности обработки корпусных деталей на многооперационных станках/Г.Б. Бурдо, Р.З. Диланян, Н.В. Испирян//Статья деп. ВИНИТИ, № 543-мш87,1988.-5 с.

28. Бурдо, Г.Б. Расчет и составление программы обработки детали на токарном станке с ЧПУ с использованием ЭВМ/ Г.Б. Бурдо, В.В. Бойков, Н.В. Испирян, Г.И, Рагозин // Статья деп. ВИНИТИ, № 213мш-87, 1988. -6 с.

29. Бурдо, Г.Б. Использование комбинированного осевого инструмента в ГПК/ Бурдо Г.Б.//Создание гибких комплексов в машиностроении на базе станков с ЧПУ и промышленных роботов (ЧПУ-85): тезисы докладов республиканской науч.-техн. конф., Киев, май, 1985/ Республиканское НТО, Киевский политехи, ин-т, 1985.-С.45-46.

30. Бурдо, Г.Б. Оптимизация инструментального обеспечения в гибких производственных комплексах/ Г.Б. Бурдо// Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении: те-

зисы докладов межреспубликанской науч.-техн. конф., Волгоград, июнь, 1989/ Волгоградский политехи. ии-т, 1989.-С.38-39.

31. Бурдо, Г.Б. Разработка компьютерных технологий проектирования технологических про-цессов/Г.Б. Бурдо, А.И. Матвеев // Технический отчет по НИР. № г.р. 01990007633. Инв. № 02.000085. Тверь,- ТГТУ, 199Э.-63 с.

32. Бурдо, Г.Б. Разработка компьютерных технологий размерного анализа технологических процессов/ Г.Б. Бурдо, А.И. Матвеев, Г.И. Рагозин// Технический отчет по НИР. № г.р. 01200006709. Инв. 02.2000104205. Тверь,- ТГТУ, 2001.-84 с.

33. Бурдо, Г.Б. Оптимизация методики автоматизированного проектирования технологических процессов обработки корпусных деталей/ Г.Б. Бурдо, Р.З. Диланян// Усовершенствование технологической подготовки машиностроительных и приборостроительных предприятий с применении-ем средств вычислительной техники: материалы республиканской кауч.-техн. конф., Таллинн, ноябрь 1979 г/ Таллиннский политехи, ин-т.-Таллин, 1979.-С.38-41.

34. Бурдо, Г.Б. Обработка деталей на многооперационных станках с применением комбинированного осевого инструмента/ Г.Б. Бурдо, Р.З. Диланян// Автоматизация проектирования и производства с применением ЭВМ и числового программного управления в машино- и приборостроении: материалы республиканской науч.-техн. конф., Таллинн, апрель 1984 г./Таллиннский политехи. ин-т.-Таллинн, 1984.-С.17-18.

35. Бурдо, Г.Б. Моделирование процесса принятия технических решений при технологическом проектировании проектной функцией/ Г.Б. Бурдо, РЗ. Диланян // Молодые ученые и специалисты -народному хозяйству Нечерноземья: материалы III науч.-пракг. конф., посвященной 60-летию образования СССР, Калинин,21-22 окт. 1982 г. /Калшшнскии областной совет НТО,- Калинин, 1982.-С. 27-28.

36. Бурдо, Г.Б. Повышение достоверности принятия решений при проектировании технологических операций/ Г.Б. Бурдо // Молодые ученые и специалисты -народному хозяйству Нечерноземья: материалы III науч.-практ. конф., посвященной 60-летию образования СССР, Калинин,21-22 окт. 1982 г. /Калининский областной совет НТО,- Калинин, 1982.-С. 26-27.

37. Бурдо, Г!Б. Оптимизация режимов резания и параметров комбинированного осевого инструмента при его использовании на многооперационных станках с ЧПУ/ Г.Б. Бурдо // Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках: материалы производственно-технического семинара, Челябинск, 2-13 окт. 1984 г. /Челябинский дом науки и техники. -Челябинск, 1984.-С.63-64.

38. Бурдо, Г.Б. Оптимизация процесса технологического проектирования/ Г.Б. Бурдо, Р.З. Диланян // Молодые ученые и специалисты - народному хозяйству Нечерноземья: материалы IV на-уч.-пракг. конф., Калинин, 4-5 дек. 1985 г./ Калининский областной совет НТО. - Калинин, 1985.-С. 64-65.

39. Бурдо, Г.Б. Закономерности построения систем автоматизированного проектирования в гибком автоматизированном производстве/ Г.Б. Бурдо, Р.З. Диланян // Проблемы создания и эксплуатации гибких производственных систем: материалы науч.-техн. конф., Саранск, 17-19 окт. 1985 г. /Мордовский гос. ун-т.- Саранск, 1985.-С.47-49.

40. Бурдо, Г.Б. Многоуровневое проектирование технологических процессов/ Г.Б. Бурдо, А.И. Матвеев, A.B. Сидоров// Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса тверского региона: материалы науч.-практ. конф., Тверь,13-14 дек. 2001 г./ Тверской гос. техн. ун-т .-Тверь,2001.-С.14-16.

41. Бурдо, Г.Б. Методика принятия решений при проектировании технологии механической обработки/ Г.Б. Бурдо, А.И. Матвеев// Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса тверского региона: материалы науч.-практ. конф., Тверь, 13-14 дек. 2001 г./ Тверской гос. техн. ун-т.- Тверь,2001.-С.28-32.

Программы для ЭВМ

42. Моделирование размерной структуры технологического процесса / Палюх Б.В., Рагозин Г.И., Бурдо Г.Б., Баженов А.Н.: Роспатент РФ, гос. per. №2010614613,- Зар. в реестре программ для ЭВМ 13.06.10, заявитель Тверской гос. техн. ун-т.-2010.

Составители: Г.Б. Бурдо

Технический редактор А.Н. Безрукова___ Зак. №11_

Подписано в печать 21.02,11

Печ.л. 2,0 _Усл.печ.л. 1,86_Уч.-изд.л. 1,74

РИЦТвГТУ

Условные обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса в области автоматизации подготовкишроизводства в геофизическом приборостроении

1.1. Актуальность работы и научная проблема

1.2. Характеристики производственных систем ГФП

1.2.1. Состав и параметры производственной системы

1.2.2. Изделия геофизического приборостроения

1.3. Анализ существующей методологии автоматизированного проектирования технологических процессов

1.3.1. Анализ современных систем технологической подготовки производства

1.3.2. Анализ основных научных результатов в области автоматизированного проектирования технологических процессов

1.4. Анализ основных исследований по управлению технологическими подразделениями

1.4.1. Экономические концепции управления

1.4.2. Анализ исследований в области управления работой станочных систем

1.5. Анализ работ по методологическим основам теории проектирования, теории систем, искусственного интеллекта и CALS- технологий

1.6. Цель и задачи исследования

Область и объект исследования

Областью исследования в настоящей работе является методология разработки моделей и методов для анализа и синтеза проектных решений по проектированию технологий и планированию и управлению производством в машиностроении и приборостроении.

Под областью исследования обычно понимается множество объектов исследования и связи между ними, их системные характеристики, и решаемые в ней (области) задачи. Охарактеризуем объект исследования.

Объектом исследования в настоящей работе являются процесс автоматизированного проектирования технологических процессов и принятия решений при сопровождении производства изделий в ГФП, методы и способы осуществления проектных процедур.

Выбор объекта исследования обусловлен тем, что геофизическое приборостроение, в силу своей специфики, относится к единичному и мелкосерийному типу производств. Данные производства традиционно отличаются низким уровнем автоматизации и эффективности технологической подготовки производства и управления технологическими процессами. Сроки изготовления опытных образцов продукции, переход к ее выпуску партиями недопустимо растянуты.

Геофизическое приборостроение в России - это одна из отраслей, находящихся на прорывных направлениях развития науки и техники и успешно конкурирующих на мировом рынке.

Отсутствие эффективно работающей производственной базы является серьезной причиной, сдерживающей развитие геофизики и затрудняющей конкуренцию с западными фирмами.

Основная терминология, используемая в работе

АССП - автоматизированная система, предназначенная для расчетов и непрерывного обновления (пересчета) объемных и календарных планов ТП и диспетчи-рования ТПр в условиях многономенклатурного производства (авт.).

М - последовательность прохождения детали по технологическим операциям.

ОП - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 3.1109-82).

ПС - это совокупность производственных (технологических) подразделений с технологическим оборудованием, проектных, управленческих и контролирующих подразделений, во взаимодействии обеспечивающих выполнение производственной программы.

САПР ТП - автоматизированная система, предназначенная для проектирования ТПр и подготовки УП для оборудования с ЧПУ [106].

ТП - подразделение (подразделения) производственной системы, непосредственно занятое изготовлением изделий. В ТП выполняются технологические процессы.

ТПП - совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах [120,121]. ТПП включает обеспечение технологичности конструкции изделия, разработку ТПр, проектирование и изготовление (или приобретение) средств технологического оснащения (технологические приспособления, режущий, мерительный и вспомогательный инструмент).

ТПр - часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предметов труда (ГОСТ 3.1109-82). Технологические процессы строятся по отдельным методам их выполнения (процессы механической обработки, сборки, литья, термической обработки и т.п.).

УС - укрупненное, схематическое представление ТПр в виде применяемых методов обработки и основных составных его элементов (частей).

Под процессом проектирования в работе трактуется как процесс синтеза решений, представленный определенной декомпозицией, и включающий описания проектируемого объекта на различных уровнях представления, модели знаний и методы организации проектных процедур.

История развития области исследования

Возможности автоматизированного проектирования технологических процессов определяется в первую очередь развитием научных основ технологии машиностроения и математических методов. Главной проблемой технологии машиностроения как науки явилось изучение закономерностей построения и протекания ТПр, выявление наиболее эффективных методов повышения их производительности и рентабельности. В решение этой проблемы наиболее весомый вклад внесли исследования российских ученых - профессоров Б. С. Балакшина, Б.М. Базрова, Б.П. Беспалова, H.A. Бородачева, В.В. Бойцова, А.Н. Гаврилова, A.M. Дальского, Ф.С. Демьянюка, И.В. Дунина-Барковского, М.Е. Егорова, В.М. Кована, И.М.Колесова, В.И. Комисарова, В.С.Корсакова, A.A. Маталина, С.П. Митрофанова, A.B. Подзея, A.C. Проникова, Э.В. Рыжова, А.П. Соколовского, Ю.М. Соло-менцева, А.Г. Суслова, Г.А Шаумяна и др.

На основе данных исследований в начале 60-х г.г. 20-го века начало развиваться новое научное направление — автоматизация проектирования технологических процессов (автоматизированные системы технологической подготовки производства).

Первоначально усилия исследователей были направлены на решение частных задач технологического проектирования: автоматизированного расчета режимов резания для различных видов обработки и различных типов оборудования, расчета норм времени, величин припусков на обработку [52,69,96-100 и др.]. Работы, посвященные проектированию маршрутной технологии, строились на методах типизации и для определенных производственных условий, что снижало их общеметодологическую ценность и не позволяло получать оптимальные решения в других производственных условиях.

С конца 60-х годов активно начало развиваться моделирование ТПр. Значительный круг задач структурной и параметрической оптимизации ТПр с использованием системного подхода рассмотрен в работах [1,101,110,123,199 и др.]. Показаны критерии оптимизации, математические модели структурной и многокритериальной параметрической оптимизации. Были разработаны функциональные модели, отражающие процессы, протекающие в технологических системах.

Комплексный подход к АСТПП предложен в работах акад. Г.К. Горанского [5,51-53 и др.], где дано интегрированное представление указанных систем.

Важным этапом развития автоматизации технологического проектирования являются работы, выполненные под руководством академика Буевича Н. Г. [28, 203], где решаются задачи логического анализа ТПр изготовления деталей на металлорежущем оборудовании средствами математической логики и синтеза систем рассуждения на языке математики.

Стройная САПР ТП, базирующаяся на научных основах технологии машиностроения с использованием математического аппарата, показана в работах В.Д. Цветкова [199-201]. Метод многошагового итерационного проектирования (декомпозиция) предусматривает разбиение ТПр на определенное количество шагов.

Значительное количество исследований по разработке математических моделей станочных операций выполнено в МВТУ им. Н. Э. Баумана под руководством д.т.н. проф. Капустина Н.М. Разработаны принципы и методика автоматизированного проектирования ТПр обработки деталей на основе математического моделирования [95-100 и др.]. В работах проф. В.В. Павлова были [145 и др.] классифицированы основные типы структурно-логических моделей, используемых в САПР ТП.

Научный подход к созданию САПР технических систем создан в работах И.П. Норенкова [134-137], О.И. Семенкова [150]. В связи с появлением ПЭВМ выявлены [21,59,70 и др.] процедуры диалогового проектирования при построении станочных операций. Рассматрены [55,56,59,89,177,198 и др.] вопросы синтеза технологических процессов и операций при обработке деталей в гибких производственных системах, внедрение которых активно осуществлялось в 80-х годах.

Значительный вклад в развитие САПР ТП внесли В.И. Аверченков [1], Н.А. Гайдамакин [48], О.Н. Калачев, В.А. Камаев [93,94], А.И Кондаков [105,106],

С.Н. Корчак [110], И.П. Норенков, В.Г. Митрофанов [4,90,177], А.Г. Ракович, А.С. Старец, В.Г Старостин [180], Н.М Султан-Заде, А.Н. Ярцев[260] и другие, рассмотревшие проектирование в САПР с позиций системного подхода.

В настоящее время активно происходит реализация элементов ИИ и CALS-технологий в САПР ТП. Эти вопросы исследовались в работах В.И. Аверченкова, А.Р. Денисова [65 и др.], Г.Б. Евгенева [75-77], П.В.Казакова [92], М.Г. Левина [66], В.Г. Митрофанова, И.П. Норенкова [72], Б.Н. Поздеева [151], Ю.М. Соломен-цева [90,186 ] и др.

Исторически вопросы планирования объемов работ и управления работой ТП рассматривались и рассматриваются отдельно. В работах экономической школы [11,40,47,83,140 и др.] рассматриваются теоретические и методические основы организации производства, менеджмента и планирования деятельности предприятий. Изучаются основные вопросы организации производственного процесса во времени • (последовательный вид движения деталей, параллельно-последовательный и параллельный). Определены способы подсчета времени производственного цикла. Проанализировано влияние транспортной (операционной) партии деталей на длительность производственного цикла.

В' настоящее время вопросы, связанные с АСУП, реализованы в имеющихся промышленных АСУТП, автоматизированных системах управления ТПр (АСУТП, MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), Scada (Supervisoru Control And Data Acquisition) и др.), системах управления и планирования предприятием разного уровня (Галактика, IFS Applications, Омега, MfgPro, Axapta др.) [47,212,216,217,218] .Организации «бережливого производства» подчинены работы [44, 45,71, 204,241,242 и др.].

Развитие методологии управления ТП (АСУТП) связано с исследованиями М.Х. Блехермана [25,26], А.П. Гусева [61], И.М. Макарова [117 и др.], С.А. Майорова [55], Г.В. Орловского [55, 141], В:А. Петрова [148,149 и др.], В.Г. Раппопорта [160], В.Л. Сосонкина, Е.И. Яблочникова [212] и др. [56,61,73,160, 222-225]. Рассмотрены вопросы оперативного управления в гибких автоматизированных производствах, рассматриваемого как процесс временной и пространственной организации производства, на трехуровневой иерархической структуре.

Развитие АСТПП и АСУТП во многом определилось уровнем математического аппарата, реализуемого в моделях [12-14,19,24,39,41,42,67,68,73,75, 81,91, 93, 102,103,118,122-134,131 идр.].

Противоречия и недостатки объекта исследования К основным противоречиям в области проектирования технологических процессов (ТПр) и управлением выпуска приборов в геофизическом приборостроении (ГФП) можно отнести:

-время технологической подготовки производства (ТПП) становится соизмеримым со временем изготовления приборов, не осуществляется организационно-технологическое проектирование ТПр (т.е. их разработка с учетом целевой функи ции заказа, способа организации производства, загрузки оборудования подразделений), актуальное для единичного и мелкосерийного производства, и реализуемое в работе путем информационной интеграции автоматизированных систем проектирования технологических процессов (САПР ТП) и управления;

- большие затраты времени на разработку и корректировку постоянно обновляемых в течении года объемных и календарных планов затрудняют точное определение объемов и сроков выполнения договоров, заставляют фирмы иметь запасы узлов приборов, которые могут быть не востребованы потребителями и увеличивают незавершенное производство;

-управление ТПр изготовления приборов не отвечают необходимости своевременной штучной поставки приборов по большому числу контрактов;

-для организации управления ТПр необходимо знание времен выполнения операции, однако ТПП выполняется весьма укрупнено или отдается на откуп мастерам или рабочим;

- методологии построения САПР ТП, автоматизированных систем управления ТПр (АСУТП) и систем управления и планирования предприятием разного уровня (ERP (Enterprise Resourse Р1аппт§)-системы, MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), Scada (Supervisoru Control And Data Acquisition) и др.) направлены на обслуживание серийного и крупносерийного производства, ориентирована на североамериканский (отчасти западноевропейский) способ осуществления технологий, в то время как ГФП относится к единичному и мелкосерийному;

-ERP и MRP-2 -системы позволяют автоматизировано разрабатывать объемные планы, разработка точных календарных планов невозможна из-за отсутствия средств для расчета циклов изготовлений изделий, автоматизированная корректировка планов по результатам диспетчирования (Scada) не предусматривается;

- АСУТП позволяют отслеживать выполнение КПГ, но не имеют формальных процедур, обеспечивающих принятие решений на основе полученных результатов;

-имеется информационный вакуум между АСУТП и ERP-системами, не позволяющий оперативно прогнозировать и принимать управленческие решения;

-развитие геофизического приборостроения России, находящегося на прорывных направлениях развития науки и техники и успешно конкурирующего с ведущими зарубежными фирмами, сдерживает отсутствие современных производственных систем (ПС).

К основным недостаткам объекта исследования относятся следующие.

1 .Низкая степень формализации проектных процедур, не позволяющая оперативно синтезировать параметры и структуры ТПр в САПР ТП и планы всех уровней в АСУП и АСУТП.

2. Отсутствие информационной интеграции между САПР ТП и системами управления ресурсами предприятия (АСУП) и технологическими процессами (АСУТП).

3.Недостаточный учет состояния ТП при решении задач подготовки производства.

4. Отсутствие в САПР ТП методологии организационно-технологического проектирования.

Научная проблема - создание теоретических основ для построения автоматизированных систем проектирования технологических процессов и сопровождения изготовления изделий в ПС геофизического приборостроения.

Методы исследования.

В работе используются методы теорий: множеств, графов, формальных систем, искусственного интеллекта, исследования' операций, управления, а также методы математической статистики. Работа выполнена в рамах междисциплинарной отрасли научных знаний, охватывающих теории: систем автоматизированного проектирования, построения технологических процессов в машиностроении, автоматизированных систем управления предприятием и технологическими процессами, систем, проектирования. Решение задач исследования выполнялось с учетом требований стандартов (ISO 9000) управления качеством [242], методологии Бережливого производства (Learn Manufacturing) [170,204,241 и др.].

Аннотация диссертационной работы

В первой главе осуществляется обоснование актуальности исследования в области разработки САПР ТП и АССП в геофизическом приборостроении. Приведены характеристики и особенности производственной системы и изготавливаемых изделий в ГФП. Проводится анализ: существующей методологии автоматизированного проектирования ТПр, научных и практических результатов; исследований и практических результатов по управлению ТП; исследований по методологическим основам теории проектирования, теории систем, искусственного интеллекта и CALS- технологий. Обсуждается постановка научной проблемы исследования. Приводятся цель и задачи исследования.

Во второй главе проводится, исследование: состава агентов и функции ПС; связей элементов ПС, иерархии и классификации ее подсистем; цикла работы ПС; структуры времен и временных связей в ПС и' ее ТП; структуры парка оборудования; теоретико-множественной модели ПС. Рассматриваются предпосылки системного подхода к анализу ПС, связи ПС с внешней средой. Произведен анализ и ранжирование связей элементов ПС, обоснован состав агентов ПС. Исследована и обоснована иерархия агентов (элементов) ПС, дана классификация и сформулированы функции подсистем. На основе исследования цикла работы ПС даны рекомендации по его сокращению, получены формулы для расчета длительности цикла. Исследованы способы сокращения производственного и технологических циклов. Предложен способ определения потребного числа оборудования различных типов. Дано теоретико-множественное описание функций агентов и элементов ПС.

В третьей главе на основе исследования закономерностей принятия решений в подсистемах САПР ТП и АССП с элементами искусственного интеллекта, разработан комплекс моделей и методик организации ПТП. Обоснованы правила декомпозиции процесса проектирования в САПР ТП и АССП, предложены системные принципы, которые нужно реализовать при формализации процесса проектирования в САПР ТП и АССП, выявлены и охарактеризованы основные системные характеристики 1111 и проектируемых объектов. Предложены: функциональная схема решающей системы с элементами ИИ и смысловое понятие термина «процесс проектирования». Обсуждены способы представления знаний и условий решаемой задачи в системах с элементами ИИ, определены основные требования, предъявляемые к системам, показана связь преобразования представлений с декомпозицией 1111. Показана возможность исследования не пространства состояний проектируемого объекта (решений на различных уровнях), а параметров, которые описывают эти состояния в целенаправленных системах. Предложены модели представления знаний в САПР ТП и АССП. Разработан механизм принятия решений и накопления знаний в подсистемах САПР ТП и АССП, инвариантный к моделям представления знаний. Установлены принципы формирования критериев и целевых функций на уровнях 1111, определены основные этапы создания решающих систем.

Четвертая глава посвящается формализации методики автоматизированного проектирования технологических процессов. Дана постановка задачи. Предложена интегрированная информационная модель ТП (ограничения на ТПр), учитывающая их текущее состояние и организационно - экономические соображения. Обоснованы принципы создания САПР ТП и способ декомпозиции 1111 в САПР ТП. Предложена систематизация и иерархическое представление базы знаний на основе продукционных моделей для проектирования ТПр единичных деталей, и на основе аналогов и типизации. Разработана теоретико - множественная модель САПР ТП, учитывающая концепцию взаимодействия с АССП и ТП. Дано формализованное представление типовых процедур при проектировании ТПр. Разработана модифицируемая иерархическая система критериев и целевых функций для отбора решений на уровнях декомпозиции, предложено формальное описание процедур накопления и обобщения опыта проектирования в САПР ТП. Предложены алгоритмы проектирования.

Пятая глава посвящается формализации процедур проектирования в подсистеме автоматизированного сопровождения производства. Дана постановка задачи. Выявлены и проанализированы принципы создания АССП. Представлена теоретико-множественная модель АССП, учитывающая концепцию взаимодействия с САПР ТП и ТП. Разработаны формальные правила построения и корректировок объемного плана, календарного плана, календарного плана — графика, и осуществления диспетчирования ТП. Показана математическая постановка задачи составления КПГ. Выявлены иерархические приоритетные схемы прохождения деталей по операциям и формальные правила их выбора, учитывающие состояние в ТП. Приведены формальные процедуры управления и оценки ситуации в ТП при составлении всех видов планов и диспетчировании. Исследована область возможных состояний в ТП, проанализированы возможные причины отклонений выпуска деталей от КПГ. Предложен способ управления ТП на основе аппарата нечетких множеств.

Шестая глава, посвящена реализации, апробации и анализу предложенных моделей и методов. Определение степени достоверности разработанных методик проводится сопоставлением синтезированных на их основе вариантов ТПр с экспертными решениями, и рабочими ТПр. Методики, заложенные в АССП, апробировались в производстве, результаты сравниваются с полученными фактическими данными в близких ситуациях при реализации указаний экспертов. Показана оценка средствами моделирования размерной структуры ТПр. Показана реализация методики формирования структуры станочного парка ТП. Приведены результаты реализации методики диспетчирования, основанной на нечетких множествах. Обсуждаются результаты апробации и программных реализаций компонентов САПР и АССП.

В заключение приведена общая характеристика, основные результаты работы.

На защиту выносятся:

1 .Совокупность теоретико-множественных моделей производственной системы, САПР ТП и АССП, построенных на основе системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «внешняя среда», «подчиненность, целей», «преемственность структур», позволяющая1 получить новые системные свойства при проектировании ТПр и сопровождении производства изделий и определяющая функции, структуры, информационные связи и параметры решений САПР ТП и АССП.

2. Методика представления процесса проектирования (1111) в САПР ТП, включающая: способ декомпозиции ПП на уровни, способ организации проектных процедур, способ критериальной оценки в параметрах проектируемого объекта рассматриваемого уровня и технологических подразделений, способ представления знаний, модель технологических подразделений реализующих ТПр, модели ТПр на уровнях декомпозиции, механизм накопления знаний.

3. Формальная система проектных функций и моделей, позволяющая преобразовывать информационное описание состояния детали, соответствующее заготовке, в описание состояния, соответствующее готовой детали. Система продукций основана на: иерархическом комплексе системно-технологических закономерностей, отражающих экономические, организационные и технологические принципы проектирования ТПр и системную интеграцию агентов в ПС; генерации множества вариантов; реализации связей с другими агентами ПС.

4. Методика автоматизированного сопровождения на основе системы формальных моделей для автоматизированного построения объемных, календарных, оперативных планов и диспетчирования, обеспечивающая эффективное сопровождение процессов изготовления деталей, отражающая иерархию планирования и управления организации. Методика основана на: анализе и распознавании текущего состояния в ТП; на анализе и выборе приоритетных схем прохождения деталей по операциям; на реализации обратных связей на всех уровнях сопровождения и связей с другими агентами ПС.

5. Методика автоматизированного формирования и выбора иерархических приоритетных схем для построения календарных планов-графиков прохождения деталей по операциям на основе соотношения «разряд-группа» и распознавания ситуации в ТП, отражающая иерархию целей в производственной системе.

6. Методика проведения проектных работ и использования программных средств, распределение функций в рамках ПС, САПР ТП и АССП.

6.6. Основные выводы по главе

1. Организационно-технологическое проектирование технологических процессов в ГФП, основанное: на учете информационных связей с АССП и состояния в ТП; на технологических, организационно-экономических и системных закономерностях построения технологий, позволяет повысить степень формальности проектных процедур, обеспечить необходимое качество изделий, сократить трудоемкость проектирования в 2,5-3 раза.

2. Интервальные критерии оценки решений на уровнях декомпозиции процесса проектирования, сформированные по принципу справедливой относительной уступки и выражаемые через параметры ТПр данного уровня декомпозиции и параметры состояния ТП, обеспечивают сокращение трудоемкости проектирования и получение решений в соответствии с глобальной целевой функцией.

3. Программные средства моделирования размерной структуры технологических процессов обеспечивают точность технологий на этапе проектирования, уменьшают объем доработок при внедрении до 50%, уменьшают материалоемкость изделий до 5-7%.

4. Рациональная структура ТП, конструкторско-технологическая унификация, временная интеграция работ по запуску являются обязательными предпосылками эффективной работы производственных систем в ГФП.

5. Трехуровневые процедуры разработки планов в АССП, основанные на распознавании ситуаций в ПС (исходя из соотношения планов и мощностей) и в ТП (по загрузке групп и типов оборудования) и постепенном уменьшении дискретности итераций отвечают концепции постоянного накопления и корректировки планов в ГФП. Управление посредством АССП эффективнее традиционных способов управления, и обеспечивает своевременное выполнение работ (принцип «точно во время») и ритмичную работу ТП. Методики, реализованные в АССП, обеспечивают сокращение сроков разработки всех уровней планов, сокращение очередей на выполнение операций и соблюдение циклов изготовления изделий.

6. Диспетчирование ТП на основе аппарата нечетких множеств отличается простотой, и обеспечивает оперативное введение ТП в плановый режим работы. Применение методики возможно при числе рабочих мест до 30, наличии квалифицированного управленческого персонала и упрощенной системы учета работ.

7. В результате проведения и внедрения всего комплекса мероприятий выработка с 1 -го рабочего места в условиях ООО «Нефтегазгеофизика» места увеличилась на 50-65%.

Заключение

В результате выполнения диссертации, в соответствии с целью и задачами исследования, были получены новые научные знания и практические результаты, позволяющие трактовать работу, как законченное научное исследование. Реализация результатов работы позволяет повысить эффективность функционирования производственных систем ГФП путем сокращения сроков и совершенствования ТГТП и планово - организационного сопровождения производства изделий.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложены на основе теоретико-множественного подхода, учета системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «внешняя среда», «подчиненность целей», «преемственность структур» способы информационной интеграции САПР ТП, АССП и ТП, обеспечивающие организационно-технологическое проектирование ТПр с учетом загрузки оборудования и сопровождение на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях.

2. Разработано представление процесса проектирования в САПР ТП, включающее: способ иерархической организации проектных процедур, способ формирования базы знаний продукционных моделей на основе системно-технологических закономерностей, способ оценки промежуточных решений критериями, функционально выражаемых через параметры состояния проектируемого объекта (ТПр) на уровнях декомпозиции и технологических подразделений, способ представления параметров состояния ТПр.

3. Предложены иерархические модели знаний для информационного обеспечения САПР ТП на основе теоретико-множественного подхода и выявленной иерархической системы исходных положений, вытекающей из технологических и организационно-экономических принципов проектирования ТПр, включающие: описание уровней процесса проектирования и проектируемого объекта, описание процедур синтеза и оценки решений, описание процедур накопления опыта.

4. На основе выявленных принципов построения САПР ТП предложена методика автоматизированного проектирования технологических процессов, новизна которой заключается в систематизации и формализации проектных процедур на уровнях синтеза укрупненных схем, маршрутной и операционной технологии, разработке управляющих программ для станков с ЧПУ; процедур оценки решений на уровнях системами критериев, зависящими от целевой функции ПС и состояния ТП, модификации решений при изменении загрузки оборудования и целевой функции.

5. Разработаны модели знаний для АССП на основе теоретико-множественного подхода, включающие: функциональное описание уровней сопровождения, логическую схему взаимосвязи проектных процедур, иерархические системы приоритетов, способы осуществления проектных процедур и распознавания ситуации в ТП.

6. На основе выявленных принципов построения АССП разработана методика автоматизированного сопровождения процессов изготовления приборов, новизна которой заключается в систематизации и формализации процедур расчета на всех уровнях сопровождения; взаимосвязи объемного, календарного, оперативного планирования и диспетчирования; оперативном планировании и диспетчировании на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях; автоматическом переходе от одного уровня сопровождения к другому и в режим диалога.

7. Развиты концепция принятия решений на основе интеллектуальной модели знаний, включающей продукционные модели представления знаний, логические, оптимизационные и интуитивные звенья. Разработаны методы формализации процессов проектирования и накопления знаний в САПР ТП и АССП.

8. Предложена методика диспетчирования- технологических процессов на основе аппарата нечетких множеств, новизна которой заключается в ее применении применительно к дискретным машиностроительным объектам, выявлении совокупности входных и выходных параметров; разработке правил нечеткого вывода.

Практическая ценность работы, состоит в повышении эффективности человеко-машинных систем при проектировании технологических процессов механической обработки и сопровождении процессов- изготовления изделий в ГФП, выражающейся в автоматизации процедур: многовариантного синтеза решений и их отбора на уровнях декомпозиции процесса проектирования (САПР ТП), разработки для технологических подразделений планов, всех уровней и принятия управленческих решений на основе диспетчирования (АССП). В ходе выполнения исследований:

1. Показана необходимость системной и информационной интеграции САПР ТП, АССП и ТП в рамках производственной системы, что создает возможность: реализации дополнительного уровня управления технологическими подразделениями за счет проектирования ТПр с учетом целевой функции ПС и текущей загрузки оборудования; осуществлять планирование и диспетчирова-ние на основе распознавания ситуации в технологических подразделениях.

2. Доказана возможность снижения субъективизма и времени технологической подготовки производства при повышении ее качества в условиях ГФП на основе систем автоматизированного проектирования, сочетающих методики многоуровневого проектирования единичных и унифицированных ТПр, и учитывающие загрузку оборудования ТП.

3. Сформирован иерархический комплекс системно-технологических закономерностей, базирующийся на технологических, системных, организационно-экономических принципах построения ТПр, определяющий формальное и семантическое содержание проектных процедур и позволяющий с высокой степеныо автоматичности получать описания ТПр на различных уровнях декомпозиции.

4. Теоретически и практически обоснован и сформирован комплекс интервальных критериев, позволяющих сократить пространство поиска решений на всех уровнях процесса технологического проектирования. Комплексы критериев модифицируются в зависимости от целевой функции производственной системы и количественно определяются параметрами синтезированного технологического решения данного уровня и параметрами загрузки оборудования, необходимого для его реализации. Это избавляет от необходимости детальной проработки решений для их оценки целевой функцией в параметрах решения нижнего уровня.

5. Представлена развернутая иерархическая система формальных правил автоматизированного проектирования технологических процессов в САПР ТП, позволяющая производить разработку новой и доработку спроектированной ранее технологии, начиная со строго определенного уровня процесса проектирования. Предложен способ непосредственного перехода от известных системных характеристик детали к системным характеристикам технологического решения определенного уровня из числа спроектированных ранее.

6. Представлены и обоснованы формальные проектные процедуры в АССП, позволяющие автоматизировать процессы принятия решений на различных этапах сопровождения выпуска приборов - на основе распознавания и оценки ситуации в ТП, переход на следующие этапы и реализацию обратных-связей при планировании, выработку управляющих воздействий по результатам анализа данных диспетчирования.

7. Разработаны иерархические системы (глобальный-внутренний-частный приоритет) динамичных приоритетных правил, определяющие формальные процедуры формирования календарного плана-графика прохождения деталей по операциям в технологических подразделениях. Выбор конкретной системы частных приоритетов на основе анализа текущей ситуации в технологических подразделениях, переназначение глобальных и внутренних приоритетов при переходе в последующие интервалы оперативного планирования производится автоматически.

8. Представлена методика диспетчирования технологических процессов механической обработки на основе нечетких множеств, пригодная для реализации в подразделениях с числом рабочих мест до 30-ти, показаны входные параметры и способ определения их числовых значений, выходные переменные и их размерность, система нечетких правил вывода, рекомендованы программные средства.

9. Разработаны и переданы в эксплуатацию программные средства, защищенные свидетельством о регистрации программ для ЭВМ, обеспечивающие интеллектуализацию и автоматизацию комплексных задач разработки технологических процессов и их сопровождения в геофизическом приборостроении.

В ходе выполнения исследования получены результаты, обеспечивающие решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное значение для отечественной промышленности и хозяйства: создание теоретических основ для построения систем и применения методов автоматизированного проектирования технологических процессов и сопровождения производства изделий, позволяющих осуществить автоматизацию и интеллектуализацию решения задач, а именно: для предложенного в работе интегрированного организационно-технологического проектирования в производственных системах геофизического приборостроения разработаны:

1. Теоретико-множественные модели производственной системы, САПР ТП и АССП, построенных на основе системных отношений и категорий «часть-целое», «система-подсистема», «целостность-разобщенность», «внешняя среда», «подчиненность целей», «преемственность структур», позволяющие информационно описать процессы технологической подготовки и выпуска изделий, получить новые системные свойства при проектировании ТПр и сопровождении производства изделий, и определить функции, структуры и параметры решений в САПР ТП и АССП.

2. Модель процесса проектирования в САПР ТП, отвечающая выявленным системным принципам преемственности структур, целостности и разобщенности, взаимосвязи и взаимообусловленности, связи с внешней средой, включающая: модели и структуры проектируемого объекта на различных уровнях декомпозиции с соответствующими системными характеристиками, определяющими пространства поиска решений; модели и структуры процесса осуществления проектных процедур: иерархическую 4-х уровневую структуру (способ декомпозиции), модели представления знаний для синтеза решений соответствующего уровня декомпозиции, модели поиска решений (последовательность преобразования одного пространства поиска решений в другое), способы оценки решений, обобщения и накопления опыта проектирования, модель тех-нологичнских подразделений, логико-функциональную структуру (функции и последовательность выполнения проектных процеду), информационную структуру (модели обмена информацией).

3. Принципы построения САПР ТП и АССП, определяющие их информационную интеграцию, связи с ТП и СУО, наличие элементов ИИ, иерархичность и способ оценки решений, интеграцию в единое информационное пространство, и детализируемые: 1) для САПР ТП - а) принципами декомпозиции процесса проектирования, б) принципами разработки системы критериальных оценок, в) методикой структуризации и формализации знаний на основе иерархических системно-технологических положений, отражающих технологические, организационно-экономические и системные закономерности проектирования ТПр, и определяющих базу знаний продукционных моделей, логических, оптимизационных и интуитивных функций, обеспечивающих синтез решений и накопление опыта проектирования в САПР ТП; 2) для АССП - а) принципами разработки приоритетных схем, б) принципами планирования и управления.

4. На основе выявленных принципов построения САПР ТП методика автоматизированного организационно-технологического проектирования- для< единичных технологических процессов и по методу типизации, состоящая в. формальном представлении: проектных процедур на уровнях синтеза укрупненных схем, маршрутной и операционной технологии, разработке управляющих программ для станков с ЧПУ; процедур оценки решений на уровнях системами критериев, зависящими от целевой функции производственной системы, состояния ТП и параметров технологии рассматриваемого уровня декомпозиции; способов модификации решений при изменении загрузки оборудования и целевой функции.

5. Система моделей для информационного обеспечения АССП, включающая: функциональное описание уровней сопровождения, логическую схему взаимосвязи проектных процедур, иерархические системы приоритетов для разработки календарных планов-графиков прохождения-деталей-по операциям на основе иерархических приоритетных схем, способы осуществления проектных процедур, способы распознавания ситуации, в ТП, нечеткое управление.

6. Методика автоматизированного сопровождения» процессов изготовления'' приборов, соответствующая системе планов организации и основанная на: систематизации и формализации процедур расчета на уровнях объемного, календарного, оперативного планирования и диспетчирования; интервальной критериальной-оценке, обеспечивающей реализацию обратных межуровневых связей, автоматический переходе от одного уровня сопровождения к другому и в режим диалога; оперативном планировании и диспетчировании на основе интер-' вального метода и распознавания ситуации в технологических подразделениях.

7. Предложены методики и элементы программных средств по проектированию ТПр (зарегистрирована программа для ЭВМ) и сопровождению процессов изготовления приборов, отражающие выявленные принципы создания САПР ТП и АССП и предложенную методологию автоматизированного проектирования и обеспечивающие формализацию и интеллектуализацию процедур синтеза решений. При модификации, методики могут быть использованы в других областях единичного и мелкосерийного машиностроения.

Учитывая, что процессы проектирования и разработки изделия, технологическая подготовка производства (ТПП), производственное планирование и управление производством должны реализоваться в рамках единого информационного пространства (ЕИП), то интеграция разработанных САПР ТП и АССП в ЕИП может явиться первым, направлением дальнейших исследований. Вторым направлением работ может явиться доработка и распространение результатов исследования на другие производственные системы МСП и ЕДИ.

1. Аверченков В. И., Казаков В. С., Казаков П. В. Методология интеллектуального проектирования технических систем на основе имитационных моделей. Техника машиностроения.- 2002.- №3.с. 18-27.

2. Автоматизированная система проектирования технологических процессе механосборочного производства / Н.М. Капустин, В.М. Зарубин, В.Д. Цветков и др. М. Машиностроение, 1979. -347 с.

3. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении / B.C. Корсаков, Н.М. Капустин, К.-Х. Темпельхоф и др., под общ. ред. Н.М.Капустина. -М.: Машиностроение, 1986.—204 с.

4. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Под ред. Ю.М. Соломенцева, В.Г. Митрофанова.- М.: Машиностроение, 1986г.-354с.

5. Автоматизация технического нормирования работ на металлорежущих станках с помощью ЭВМ / Г.К. Горанский, Е.В. Владимиров, JI.H. Ламбин. -М.: Машиностроение, 1970. -224с.

6. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении / под ред. Капустина Н.М. М.: Машиностроение; Берлин: Техник, 1985.-304 с.

7. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства /Под ред. Н.М. Капустина. М.: Машиностроение, 1979. - 247 с.

8. Автоматизация проектирования технологических процессов и средств оснащения /А.Г. Ракович, Г.К. Гаранский, JI.B. Губич, В.И. Махнач и др. Минск, ИТК АН Беларусь.-1997. 276с.

9. Андрейченко А. Н. «Вертикаль» — новое поколение технологических САПР: объектный подход / А.Андрейченко // САПР и графика. 2005. -№ 6. - С. 30-35.

10. Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения). М.: Машиностроение, 1998. - 312 с.

11. Акимов А. А., Гамидов Г. С., Колосов В. Г. Системологические основы инноватики . СПб.: Политехника,- 2002. - 596 с.

12. Р. Акофф , М. Сасиени. Основы исследования операций. М.: Мир, 1971.- 534 с.

13. Р. Акофф. О целеустремленных системах. — М.: Советское радио 1974.- 272с.

14. К. Асаи и др. Прикладные нечеткие системы / Пер. с япон.; под. ред. Тэрано Т., Асаи К. Сугэно М. М.: Мир, 1993.-363 с.

15. Афонин П. В, Емельянов В. В. Модель искусственной жизни в динамически изменяющейся среде / Тр. IX национальной конференции по искусственному интеллекту с международным участием КИИ 2004. - М.: Физматлит, 2004.- ТЗ.- с. 959 - 967.

16. Базров Б.М. Разработка модульной технологии изготовления деталей / Б.М. Базров// Машиностроение: энциклопедия-Т. III-3. Технология изготовления деталей машин. 2000, с. 619-625.

17. Базров Б.М. Модульная технология в машиностроении. М.:Машиностроение.-2001.-386 с.18; Смирнова H.B: Как не наступить на грабли при переходе на процессное управление / Н. Смирнова //Управлении производством.-2009:№3.-с.26-32.

18. Башмаков А; И., Башмаков И; А. Интеллектуальные информационные технологии: Учебное пособие.-Mi: Изд-во МГТУ им. Ы. Э: Баумана, 2005. 304 с.

19. Барков И; А. Конструкторские модели в многозначной логике// Информационная математика.-2001. №1.-с. 212-219.

20. Басин А. М., Балаболин В.Н., Крюков В.В., Митрофанов В.Г., Платонов B.JI. / Диалоговая система многоуровневого проектирования технологического производства // Вестник машиностроения. №2. - М. - 1987.

21. Беззуб А. В. «Старый новый» метод автоматизации проектирования техпроцессов / А. Беззуб, К. Чилингаров // САПР и графика. 2006. - №6. - С. 10-16.

22. Беляева О.П. Организационные методы повышения гибкости производственных систем : автор, дис. канд. техн. наук / О.П. Беляева. Кострома: КГУ им. H.A. Некрасова, 2006.-126 с.

23. Р. Бесакер, Т. Сага. Конечные графы и сети. Пер. с англ. М.: Наука.-1974.- 368 с.

24. Блехерман М.Х. Оптимизация, загрузки оборудования автоматизированных участков из станков с ЧПУ. Станки и инструмент. -1979;-№ 5.- с. 3-5.

25. Блехерман Mi X. Система оперативно- производственного планирования^для автоматизированных участков типа АСВ из станков ЧПУ. М.: ЭНИМС, 1989.-82 с.

26. Боткин: Ю.А. Интегрированная САПР и модульное проектирование / Ю.А. Боткин, П.С. Голдовский // САПР и графика. 2005. - №6. - С. 45-50.

27. Буевич Н.Г., Челшцев Б.Е. Вопросы автоматизации технологического проектирования. Тсхническая кибернетика,- 1974.-№5.- с. 34-39:

28. Бурдо Г.Б.Процесс формирования маршрута обработки корпусных деталей. Изв. вузов СССР; Сер. машиностроение, 1981, №5; с.135-138'.

29. Бурдо Г. Б. Повышение производительности обработки корпусных деталей на многооперационных станциях с ЧПУ путем оптимизации процесса проектирования операций. Дис. к-татехн. наук. - М, 1983. - 208 л.

30. Бурдо Г. Б., Рагозин Г. И., Матвеев А.И. Обеспечение надежности технологических процессов. Сборник научных трудов ТГТУ. Тверь, 1997 32-34 с.

31. Г. Буч. Обьектно-ориентированное проектирование с примерами применения. Пер. с англ. -М.: Конкорд.- 1992.-215 с.

32. Вагин В.Н., Михайлов И. С. Разработка метода интеграции информационных систем на основе моделирования и онтологии предметной области// Программные продукты и системы.- 2008.- №1(81), с. 22-26.

33. Вагин В.Н., Головина Е. Ю., Загорянская А. А., Фомина М. В. Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах. М.: Физматлит, 2004. — 704 с.

34. Васильев В.Н. Организация производства в условиях рынка. М.: Машиностроение.-1993. -368 с.

35. Бурдо, Г.Б. Принципы построения автоматизированной системы управления технологическими процессами в многономенклатурных производствах / Г.Б. Бурдо //Вестник Саратовского государственного технического университета.- 2010.- №3(48).-С.113-118.

36. Волкова В.Н., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. СПб. Изд-во: СПбГТУ, 1997. - 284 с.

37. Вумек Джеймс П., Джонс Даниел Т. Бережливое производство. Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании. — М.,: Альпина Бизнес Букс, 2008. -473 с.

38. Гаврилова Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. СПб.: Питер.-2001. - 384 с.

39. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандартов MRP-11. СПб.: Питер.- 2002. 320 с.

40. Гайдамакин H.A. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: учебное пособие для вузов. М.: Гелиос АРВ. 2002.

41. Гайкович А. И. Основы теории проектирования сложных технических систем. СПб.: НИУ «Моринтех».- 2001. 432 с.

42. В.Гаспарский. Праксеологический анализ проектно-конструкторских разработок. М.: Мир.- 1978.-172 с.

43. Горанский Г.К., Кочуров В.А., Франковская Р.П. и др. Автоматизированная система технологической подготовки производства в машиностроении. М.: Машиностроение, 1976.-240 с.

44. Горанский Г.К., Владимиров Б.В., Ламбин Л.Н. Автоматизация технологического нормирования на металлорежущих станках с помощью ЭВМ.- М.: Машиностроение. -1989. -222с.

45. Горанский Г.К., Бендерева Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиностроение.- 1981. -456 с.

46. Гореткина Е. Н . Перспективы развития САПР / Е. Гореткина // PC WEEKRE. 2007. -№35.-С. 30-32.

47. Гибкое автоматическое производство /В.О. Азбель, В.А. Егоров, А.Ю. Звоницкий и др.; Под. общ. ред. проф. С.А. Майорова и кандид. техн. наук Г.В. Орловского. Л.: Машиностроение.- 1983. -376 с.

48. Гибкие производственные комплексы /Под. ред. Н.П. Белянина и В.А. Лещенко -М.: Машиностроение. 1994. 384 с.

49. Гаврилов Д.А. Календарное планирование: что и как? / Д. Гаврилов // Умное производство. -2009. №4. -с. 49-57.

50. ГОСТ Р 50995.3.1.-96. Техническое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства. 1995.-54 с.

51. М. Грувер, Э. Зиммерс. САПР и автоматизация производства: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-528 с.

52. Вагин В.Н., Еремеев А.П. Некоторые базовые принципы построения интеллектуальных систем поддержки принятия решений реального времени// Известия РАН. Ти-СУ,2001.-№6.-С.114-123.

53. Гусев А.П. Групповое управление станками от ЦВМ. М. Машиностроение.- 1974.272 с.

54. Гардымов Г.П. и др. Проектирование постпроцессоров для оборудования гибких производственных систем / Г.П. Гардымов, В.И. Молочник, А.И. Гольдштейн. Л.: Машиностроение." 1988. - 232с.

55. Денисов А.Р. Подходы к организации конструкторско- технологической подготовки производства / А.Р. Денисов, М.Г. Левин. // Проблемы теории и практики управления. -2008. -№7.-с. 52-61.

56. Денисов А.Р. Принципы конструкторско-технологического проектирования в условиях мелкосерийного машиностроительного производства / А.Р. Денисов // Известия вузов: Приборостроение. 2007. - Т.50. - №12. - с. 56 - 60.

57. Денисов А.Р. Автоматизация группирования объектов машиностроительного производства: Дис. . канд. техн. наук / А.Р. Денисов. Брянск: БГТУ, 2001.-231 с.

58. Денисов А. Р., Левин М. Г. Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства. Системный подход. Кострома, изд-во КГУ им. М. А. Некрасова, 2008.- 139 с.

59. Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах / Под ред. В.Н. Вагина, Д.А. Поспелова. 2-е изд., испр. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ.-2008. -712 с. - ISBN 978-5-9221-0962-8.

60. Дж.Р. Диксон. Проектирование систем : изобретательство, анализ и принятие решений. -М.: Мир. 1984. -213 с.

61. Диланян Р.З. Построение оптимальных операций на токарных гидрокопировальных полуавтоматах. Дис. . канд. техн. наук. - М;, 1971. -272 с.

62. Диалоговое проектирование технологических процессов / Н.М. Капустин, В.В. Павлов, JI.A. Козлов и др.М.: Машиностроение, 1983. 254с.

63. Димитров. В.И., Норенков И.П., Павлов В.В. К проекту Федеральной Программы «Развитие CALS- технологий в России»//Информационные технологии.- 1998. №4.-С.2-11

64. Дудорин В.И. Моделирование в задачах управления производством. М;: Статистика. -1992.-232С.

65. Дьяков В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB: специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. - 480 с.

66. Евгенев Г.Б. Системология инженерных знаний: учеб. пособие для вузов .- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 376 с.

67. Евгенев Г.Б., Кобелев A.C. многоагентные САПР в машиностроении // Информационные технологии.- 2003. №11.- С. 19 24.

68. ЕвгеневГ.Б. Интеллектуальные системы проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э: Баумана.- 2009;- 334 с.

69. Егорова Т.А. Моделирование гибких производительных систем : Сборник трудов международной конференции ISAGA '98 СПб: 1998.

70. Жук ДМ: CAD/CAE/CAM- системы высокого уровня для машиностроения. Информационные технологии. -1995.-№6-.С.22-26.

71. Е.А. Загоруйко / Исследование и разработка многоуровневой оптимизации операций обработки деталей на автоматизированном оборудовании. Дис. .канд. техн. наук. - М., 1979.- 209л

72. П. Заде. Понятие лингвистической переменной и ее применение к понятию приближенных решений. -М.: Мир.- 1976.

73. Заенцев И.В. Нейронные сети: основные модели: учеб пособие. / И.В. Заенцев Электрон, ресурс. Режим доступа: http://neuroschool.narod.ru

74. Зайцев H.JI. Экономика промышленного предприятия: учебник. М.: ИНФРА-М.-2002.-491 С. 4-74.

75. Зыков О.H: Промышленная автоматизация: движение от САПРк PLM// IT News. -2005.-№5(30).-С. 22-23.

76. Иващенко И.А. Технологические размерные расчёты и способы их оптимизаций. М.: Машиностроение, 1975. -222с.

77. Ильенкова С.Д. Производственный менеджмент: учеб. для вузов / Ильенкова; С. Д! А.В. Бандурин. М.: ЮНИТИ-ДАНА,-2001. - 583 с.

78. Интегрированная система автоматизированного проектирования и производства изделий опытным машиностроительным производством / Е.О. Адамов- В.Г. Гнеденко, С.М. ДукарскиШи др. Вестник машиностроения. -1985.-№1.- С. 34-38.

79. Информационно-вычислительные системы в машиностроении и GALS-технологии / Ю;М: Соломенцев; B;F. Митрофанову В.В- Павлов, Л.В^Рыбаков:- Мл: Наука:- 2003:- 292с:

80. Искусственный интеллект:: справочник /Под. ред. Э.В. Попова; М.: Радио и связь, 1990.-Т.1.-461 е., Т.2.-304 е., Т.3.-363 с.

81. Капустин Н.М. Автоматизированная система проектирования техногогических процессов. М.::Машиностроение, 1979. -287с.

82. Капустин Н.М. Принципы и методика автоматизированного проектирования технологических процессов обработки деталей в машиностроении. Дис. . д-ра техн. наук. - М., МВТУ.-1976. - 447 л.

83. Капустин Н.М., Бурдо Г.Б. Анализ и синтез процесса формирования совмещенных технологических переходов. Изв;. высших учебных заведений СССР: Сер. Машиностроение, 1980:- №7.- С. 139-142.

84. Капустин Н.М., Бурдо Г.Б. Принятие и оценка решений при формировании операций механической обработки. Изв. высших учебных заведений СССР. Сер. машиностроение, 1980.- № 6.- с.137-141.

85. Капустин'Н.М. Развитие системного автоматизированного проектирования Технологических процессов (САПР ТП) в машиностроении //Информационные технологии. 1996. №5.С.13-15

86. Капустин Н. М., Кузнецов П. М. Структурный синтез при автоматизированном проектировании технологических процессов деталей с использованием с использованием генетических алгоритмов// Информационные технологии. -1998. -№4. С. 34-37.

87. Карберри П.Р. Персональные компьютеры в автоматизированном проектировании: Пер. с англ. К.Н. Лаврова, A.B. Чукашева/ Под ред. A.B. Шалашова. М.: Машиностроение, 1989.-144 с.

88. Кафаров В.В., Палюх Б.В., Петров В.Л. Решение задачи технологической диагностики непрерывного производства с помощью интервального анализа. Доклады АН СССР.-1990. -Том 311.- №3.-С. 677-680.

89. Конвей Р.В., Максвелл В.Л., Миллер Л.В. Теория расписаний. М.: Наука, 1975. -359с.

90. Кондаков А.И. Генерирование вариантов установки заготовок при разработке маршрутных процессов изготовления деталей: Справочник. Инженерный журнал. 2002. -№1. - с.5-13.

91. Кондаков А.И. Формирование информационной основы проектирования технологических процессов изготовления деталей: Справочник. Инженерный журнал. 2001.- №3.-с. 15-20.

92. Кондаков'А.И. САПР технологических процессов. М.: Издательский центр "Академия", 2007.-272с.

93. Корсаков B.C. Технология машинотроения.-М.: Машиностроение, 1977.-317с.

94. В.И. Комиссаров. Автоматизация и проектирование технологии механической обработки задачи и перспективы.- В кн. Автоматическое проектирование и управление оптимальной технологией механической обработки. Владивосток, 1971.-С.12-24.

95. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике. С.-Пб.: Издательство «Парус».-2006.-832 с.

96. Корчак С.Е. Система автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / Под. Ред. Корчака С.Н. М.: Машиностроение, 1988.-363 с.

97. Клевлин А.И. Организация гармоничного производства,теория и практика : учебное пособие . М.: Омега-Л, 2003. - 360 с

98. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1990.

99. Кравченко И.И. Исследование точности и производительности обработки фрезерованием плоскостей корпусных деталей (на примере обработки на многооперационных станках). Дис. . канд. техн. наук. - М., 1979. -208 л.

100. Кузьмин В.В., Брежнева Н.В., Схиртладзе А.Г.Система автоматизированного проектирование технологических процессов механической обработки. М.: МГЦНТИ, № 110, 1990. - 495 с.

101. Кузьмин Б.В. Универсальные и инструментальные системы компании «СПРУТ -технология» // САПР и графика. -2009. -№9. -С. 34 39.

102. Кунву Ли. Основы САПР (CAD\CAM\ CAE) (Principles CAD\CAM\ CAE system). -Спб. Изд-во Питер, 2004. -560 с.

103. Марка Д., Мак-Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования: Пер. с англ. М.: "Метатехнология", 1993. - 240 с.

104. Малов А.Н. Справочник металлиста: в 5-и т. -М.: Машиностроение,!986.- Т.5.- с. 748.

105. Мендельсон Э. Введение в математическую логику. М., Наука, 1993.- 610 с.

106. Мертенс П. Интегрированная обработка информации. Операционные системы в. промышленности / П. Мертенс. М.: Финансы и статистика, 2007. -424с.

107. М. Месарович, Я. Такахара .Общая теория систем: математические основы. М.: Мир.- 1978.- 311с,

108. Митрофанов В.Г., Калачёв О.Н., Схиртладзе А.Г. и др. САПР в технологической подготовке производства: учебное пособие. — Ярославль, 1995. -298 с.

109. Михайлов А.Н. Основы синтеза поточного- пространственных систем. —Донецк: ДОННТУ, 2002.-379 с.

110. Моделирование в технико-экономических системах. Голенко Д.И., Дакелин А.И., Лившиц С.Е.Л.: Изд. Ленинградского университета, 1975. 196 с.

111. Молочник В.И. Cimatron обработка с ЧПУ в комплексе задач предприятия // САПР и Графика.-№ 10.-2001.-С. 52-55.

112. Назаретов В.М., Ким Д.П.Робототехника и гибкие автоматизированные производства. Кн.6. Техническая имитация интеллекта. -М.: Высшая школа, 1989.- 144 с.

113. Нейронные сети STATISTICA Neural Networks.- М.: Горячая линия Телеком, 2000,- 184с.

114. Непышневский A.B. Системный анализ и методы моделирования производственных систем. Учебное пособие. Воронеж: Воронежский гос. технический университет, 1998. -68 с.

115. Нильсон Н. Искуственный интеллект: методы поиска решений.: М., Мир, 1973.-420

116. Норенков И. П. Информационная поддержка наукоёмких изделий. CALS-технологии / И.П.Норенков, П.К. Кузьмик. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-263с.

117. Норенков И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1986.- 304 с.

118. Норенков И. П. Разработка САПР. Изд-во МГТУ им. Баумана, 1994.- 206 с.

119. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов / И.П. Норенков. -2-е изд., переаб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2002. -336 с.

120. Норенков И.П. Совмещенное проектирование и инженерия решений. Информационные технологии, 2002. -С. 52 55.

121. Оптимизация конструкторско-технологической подготовки производства на машиностроительном предприятии: каталог решения компании АСКОН. Издательство АСКОН, 2004. 50 с.

122. Обработка металлов резанием: справочник технолога/ Под.ред. А.Н. Малова. М.: Машиностроение, 2004. 784.

123. Организация производства на предприятиях машиностроения/Т.А. Егорова.- СПб.: Питер, 2004. 304 с.

124. Орловский Г.В. Основы автоматизации управления производством. -М.: Высшая школа, 1993.-418с

125. Официальный сайт компании T-FLEX Технология Электрон, ресурс.'. Режим доступа: http://www.tflex.ru\products\tehnolog\tehno.php.

126. Официальный сайт ISCARLND. http: // www. iscar. com.

127. Официальный сайт Mitsubishi matercals corporation, http: // www. mitsubishicarbide.' com.

128. Павлов. В; В. Типовые математические модели в САПР ТП. Мосстанкин, 1989. -76 с.

129. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. М.: Мир, 1985.-248 с.

130. Пелипенко А.Б., Яблочников Е.И. Современные тендеции в развитие CAD/CAM -технологий: ориентация на процессы. // САПР и Графика, №9.- 2001.- С. 82-85.

131. Петров В.А., Масленников А.Н., Осипов JI.A. Опыт использования оптимизированных графиков в оперативном управлении производством. Л.: ЛДНТП, 1979. -34 с.

132. Петров В.А., Масленников А.Н., Осипов Л.А. Планирование гибких производственных систем. -М.: Машиностроение, 1988. -182 с.

133. Петренко А.И., Семенков О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. Киев, Высшая школа. Головное издательство, 1985.- 294 с.

134. Попов Э.В., Фирдман Г.Р. Алгоритмические основы интеллектуальных роботов и искусственного интеллекта. М.: Наука, 1977. 463 с.

135. Представления знаний в человеко-машинных и работотехнических системах. Том В. Инструментальные средства разработки систем, ориентированных знания. М.: ВЦ АН, ВИНИТИ, 1994.-317с.

136. Прилуцкий М.Х., Власов B.C. Метод ветвей и границ с эвристическими оценками для конвейерной задачи теории расписаний // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского.2008.-№3.-С. 143-157.

137. Прилуцкий М.Х., Батищев Д.И., Гудман Э.Д., Норенков И.П. Метод декомпозиции для решения комбинаторных задач упорядочения и распределения ресур-сов//Информационные технологии.-1997.-№1.-С.29-33.

138. Прилуцкий М.Х. Многокритериальные многоиндексные задачи объемно-календарного планирования/ Известия АН. Теория и системы управления.-2007.-№1.-С.78-82.

139. Проектирование технологии: Учебник, Баранчукова И.М., Гусев A.A., Крамаренко Ю.Б. и др. /Под общей ред. Ю.М. Соломенцева. М., Машиностроение, 1990. - 416 с.

140. Проектирование автоматизированных участков и цехов. Под ред. Ю.М. Соломенцева.- В.П. Вороненко, В.А. Егоров, М.Г. Косов и др. М., Машиностроение , 1996.-272с.

141. Пуш В.Э., Пигерт Р., Сосонкин В.Л. Автоматические станочные системы М. Машиностроение, 1982.- 319 с.

142. Рапопорт Г.Н., Солин Ю. В., Гривцов СП. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1987.- 246 с.

143. Расселл Л. Акофф, Джейсон Магидсон, Герберт Дж. Эдисон. Идеализированное проектирование. Как предотвратить завтрашний кризис сегодня. Создание будущего организации. Издательство: Баланс Бизнес Букс, 2007 г.- 320с.

144. Расселл Л., Акофф. Теория и практика менеджмента. Издательство Питер, 2002.-448с.

145. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: Современный подход (Artifical Intelligence: a Modern Approach) / Пер. с англ. и ред. К. А. Птицына. М.: Издательский дом Вильяме, 2006. - 408 с.

146. Российский комплекс программ T-FLEX CAD/CAM/CAE /PDM. -Топ Системы, 2006. 52 с.

147. Российский комплекс программ T-FLEX CAD/CAM/CAE /PDM.- Топ Системы, 2005. 50 с.

148. Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Оптимизация технологических процессов механической обработки. -Киев, Наукова думка, 1989. -192с.

149. Самойлович В.Г. Организация производства и менеджмент. М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 336 с.

150. САПР и графика (ISSN 1560-4640) специальный выпуск.- Изд-во Компьютер пресс.- 2005. 73 с.

151. Саркисян С.А., Ахундов В.М., Миняев Э.С. Большие технические системы. М.: Наука.- 1979.-349с.

152. Саркисян С.А, Квашнин В.И, Лисичкин В.А и др. Теория1 прогнозирования и принятия решений, М.: Высшая школа.-1993-347с.

153. Синго С. Быстрая переналадка: Революционная технология оптимизации производства. М.: Альпина Бизнес Букс, 2006.- 344с.

154. Синго С. Изучение производственной системы Тойота с точки зрения организации производства / Пер. с англ. М: Институт комплексных стратегических исследований, 2006.-312 с.

155. Система автоматизированного проектирования технологических процессов (АРМ технолога): Руководство пользователя/ ПО "СИСТЕМА". -Новосибирск, 1990.- 44 с.

156. Дж. Слэйгл . Искусственный интеллект: подход на основе эвристического программирования.: М., Мир, 1973.- 317 с.

157. Емельянов В. В., Афонин П. В. Модель искусственной жизни в управлении производством: Тр. VIII национальной конференции по искусственному интеллекту с международным участием КИИ 2002. - М.: Физматлит, 2002. Т.2. с. 950 - 957.

158. Смоляр Л.И. Модели оперативного планирования в дискретном производстве. М.: Наука, 1988.-320 с.

159. Соломенцев Ю.М., Диденко В.П., Митрофанов В.Г. / Робототехника и гибкие автоматизированные производства. Кн.8. Основы построения систем автоматизированного проектирования гибких производств. -М.: Высшая школа, 1986.-176 с.

160. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М., Машиностроение, 1987.- 216с.

161. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 х т. . - / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещеряковя - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001. Т1-656с. Т2-611с.

162. Старостин В.Г., Лелюхин В.Е.Формализация проектирования процессов обработки резанием. М.: Машиностроение, 1986. - 136 с.

163. Страбыкин Д. А. Логический вывод в системах обработки знаний. СПб., 1998: -164 с.

164. Судов Е. В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели. М.: Издательский дом «МВМ».- 2003. - 264 с.

165. Султан-заде Н.М., Загидуллин P.P. Повышение производительности ГПС путем оптимизации расписаний.-М.: СТИН, 1996.-№12.-С.9-13.

166. Суслов А. Г. Дальский А. М. Научные основы технологии машиностроения М.: Машиностроение, 2002.-457 с.

167. Танаев В.С, ШкурбаВ.В. Введение в теорию расписаний М.: Наука, 1975.- 256 с.

168. Taxa X.- А. Введение в исследование операций : пер. с англ. / Х.А. Таха.-М.: Вильяме, 2001.

169. Теория расписания и вычислительные машины/ Под ред. Э. Коффмана.- М.: Наука, 1984.-534C.

170. Технология машиностроения: в 2-х т. Т.1. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов /В.М. Бурцев, A.C. Васильев, A.M. Дальский и др./под ред. A.M. Даль-ского. - М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

171. Технология машиностроения: в 2-х т. Т.2. Производство машин: учебник для вузов /В.М. Бурцев, A.C. Васильев, О.М. Деев и др.; под ред. Г. Н.Мельникова. - М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

172. Технологические основы ГПС: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/ Под ред. Ю.М. Соломенцева М.: Машиностроение.- 1991. - 240 с.

173. Труды НИИ технологии и организации производства. М.:НИАТ, 1978.-№381. Вопросы автоматизации технологического проектирования/ Под ред. Н.Г. Бруевича.- 60 с.

174. Трудоношин В. А., Пивоварова Н. В. Математические модели технических объектов. Кн. 4. М.: Машиностроение, 1986.- 159 с.

175. Управление жизненным циклом продукции /А.Ф. Колчин, М.Ф. Овсянников, А.Ф. Стрекалов др.-М.: Анахарсис, 2002.-248с.

176. Файоль А. Общее и промышленное управление. М.: Издательский дом «МВМ»,2001.-326 с.

177. Федотов A.A., Фомина М.В. Система формирования обобщенных продукционных правил на основе анализа больших баз данных : труды 6 -й нац. конф. по иск. интел. КИИ-98. Т. 1. Пущино. Россия. -1998. -С. 287 292.

178. Фогель Л., Уолш М., Оуэне А. Искусственный интеллект: эволюционное моделирование. М., Мир, 1989. 503 с.

179. А.-Д. Холл. Опыт методологии для системотехники.- М.: Советское радио, 1981.148 с.

180. Хокс Б. Автоматизированное проектирование и производство: Пер. с англ. "М.: Мир.- 1991.-296 с.

181. Цветков В.Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов.-М.: Машиностроение, 1972. 238 с.

182. Цветков В.Д., Петровский А.И., Толкачёв A.A. Проблемно-ориентированные языки автоматизированного технологического проектирования. Минск: Наука и техника. -1984. - 192 с.

183. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов. Минск, наука и техника.- 1979.-264с.

184. Чекинов Г. П., Чекинов С. Г. Ситуационное управление: состояние и перспективы // Информационные технологии. Приложение. 2004. №2.- С. 1 32.

185. Челишев Б.Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении / Б.Е. Челишев, И.В. Боброва, А. Гонсалес-Сабатер /Под. Ред. Акад. Н.Г. Бруевича. М.: Машиностроение, 1987. -264 с.

186. Шесть Сигм в России Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.six-sigma.ru.

187. ЭВМ в проектировании и производстве / Под ред. Г.Б. Орловского .Л.: Машиностроение, 1991.-329с.

188. Экономико-математические модели в организации и планировании промышленного предприятия/Под ред. проф. Б.И. Кузина. Л.: Изд-во ЛГУ, 1982.-336 с.

189. Энгельке У. Как интегрировать САПР и АСТПП: Управление и технология: Пер с англ. Под ред. Д1А: Корягина.-М: Машиностроение, 1990 -320 с.208: Эндрю А. Искусственный.интеллект. М., Мир, 1994. 396 с.

190. Яблочников Е.И. Автоматизация технологической подготовки производства в приборостроении: учеб. Пособие.- СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2002.-92с.

191. Ярцев А. Н. Формализованное описание объектов технологического проектирования / А.Н. Ярцев // Автоматизация и управление в машиностроении Электрон, ресурс. -2001. -№17. режим доступа: http:// magazine.stankin.ru\arch\n 17\index.shtml.

192. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочник /Под. Ред. A.C. Клюева. М.: Машиностроение, 1994. - 374 с.

193. Д. 0'Лири: ERP-системы. Современное планирование и управление ресурсами предприятия. Изд-во «Вершина», 2004.-272 с.

194. Щепинов А.Н., Лихачев A.C. «Технопро»-универсальный инструмент технолога // САПР и графика, 2000.-№9.-С.22-24.221; Игонин И.A. SEARCH+CADMEX+AVC+.=ИНТЕРМЕХ //САПР и графика, 2000.-№9-С.10-13.

195. Гибкая производственная система. Проспект фирмы «Фрудзицу Фанук», 1991. -23с.

196. Дж. Хилл. Наука и искусство проектирования.-М.: Мир,1978.-594 с.

197. Вагин В.Н., Еремеев А.П. Исследования и разработки кафедры прикладной-матема-тикипо конструированию интеллектуальных систем поддержки принятия решений на основе нетрадиционных логик// Вестник МЭИ, 2008.-№5.

198. Рыбина Г.В. Основы построения интеллектуальных систем: учебное пособие.-М.: Финансы и статистика; Инфра-М, 2010.-432 с.

199. Матвеев М.Г., Свиридов A.C., Алейникова H.A. Модели и методы искусственного интеллекта. -М.: Финансы и статистика; Инфра-М, 2008.-448 с.

200. Domigo М., Maniezzo V., Colorni A. The Ant System. Optimization by a colony of cooperating objects //IEEE Transactions on systems, man, and cybernetics.- Part.B.-1996.-26(l.)-P.29-41.

201. Holsheimer M., Siebes A. Data mining: the search for knowledge in databases// Technical Report CS-R9406, CWI, 1994. -78 p.

202. Parson S., Kubat M., Dohnal M. A rough Set Approach to Reasoning under uncertainty // Technical Report. J. of Experim. and Theor. Artif. Intell.

203. Zirako W. Variable Precision Rough Sets Model // J. Comp, and System Sei. 1993. V.46. №1. P. 39-59.

204. Zadeh L.A. Fuzzy probabilities // Information Processing and Management. 1984.- V.3. -P. 363-372.

205. Schönberger R. J. World Class Manufacturing Casebook. Implementing JIT and TQC. -New York, London: Free Press, 1987 253p.

206. Semakula M.E. The role of process planning in the integration of СAD/CAM systems/ Automated Manufacturing.- 1987. -p.269-276.

207. Panskus G. CIM als Herausforderung an Arbeitsoranisation und Personalet Wicklung.-Technische Rundschau, 1987, №20, s.28-33

208. Vagin V.N., Fedotov A.A., Fomina M.V. Methods of data Mining and Knowledge Generalization in Large Databases // J. of Comp, and Syst. Sei. Int. -1991. -V.38. №3.- P. 714 727.

209. Watson G. H. Strategic benchmarking: how to rate your company's performance against the world's best. John Wiley & Sons, 1993.- 270 p.

210. Weck., Goedecke G., Reinermann., Fridich A. Losungen fur Informationsflass in CIM //Systeman und deren Grenzen. ZWF, 1987, v.82, №4, s. 183-189.

211. LEAN PRODUCTION: АЛЬТЕРНАТИВЫ НЕТ/ В. Калинин, В.А. Глазунов, A.C. Зубов, A.A. Мельников, Г.Л. Балакин, Э.Г. Райтер Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.avtostandart.net\n35\quality.ru.

212. ISO 9000:2005. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. -М, 2005.

213. Палюх Б.В. Программные средства имитационного моделирования размерной структуры технологических процессов / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо, Г.И. Рогозин // Программные продукты и системы.-2010.-№1(89).-С.82 85.

214. Палюх Б.В. Механизм синтеза решений при проектировании технологических процессов в комплексной САПР ТП- АСУТП / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо // Вестник Тамбовского государственного технического университета.- 2010.- Том 16. №3.-С.500-506.

215. Бурдо Г.Б. Оптимизация процедур поиска технологических решений в комплексной САПР ТП- АСУТП / Г.Б. Бурдо //Вестник Ижевского государственного технического университета.- 2010.- №3(47).-С. 109-112 .

216. Палюх Б.В. Представление знаний в системах автоматизированного проектирования и управления технологическими процессами / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо // Вестник Тамбовского государственного технического университета.- 2010.-Том 16. №2.-С.258-265.

217. Палюх Б.В. Программные средства имитационного моделирования размерной структуры технологических процессов / Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо, Г.И. Рогозин // Программные продукты и системы.-2010.-№1(89).-С.82 85. (по перечню БВАК №4. - 2008, с. 51,ПВАК)

218. Бурдо Г.Б. Интеллектуальные средства проектирования технологических процессов / Г.Б. Бурдо // Программные продукты и системы.-2010.-№3(91).-С.51-54. (по перечню БВАК №4. 2008, с. 51, ПВАК)

219. Хаматдинов, Р.Т. Управление производственными системами геофизического приборостроения / Р.Т, Хаматдинов, Б.В. Палюх, Г.Б. Бурдо // Каротажник. 2009. -№11(188). -С.81-102.