автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Проектирование, группирование и планирование технологических операций изготовления деталей на станках с ЧПУ на основе модели производственной среды

о к у.*»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАН!»

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Ревслзции и ордена Трудового Красного Знамени Государственный технический университет имени Н.Э.Баумана

На правах рукописи

БЕРДШЕВСКИЙ Александр Георгиевич

Ш 656.512.011.056:621.9-529

ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ГРУППИРОВАНИЕ И ПЛАНИРОВАНИЕ ТШШОГИЧЕ-СКИХ ОПЕРАШЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1ЕШЕ/1 НА СТАНКАХ С ЧПУ НА ОСНОВЗ ШДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ срад

Специальность 05.02.08 - Технология мапиностроения

Автореферат диссертации на соискание учетай степени кандидата технических наук

Москва, 1990 г.

Работа выполнена в производственное объединении "Плутон" (г.Москва) и Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Государственном техническое университете иа.Н.Э .Баумана.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Р. 3. Дилен ян

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Султан-Заде Н. М.

кандидат технических наук, ведущий нay^^шй сотрудник Заров Ю. В. Ведущее предприятие - НПО Оргстанкингром

Защита состоится " " _1990 г. на заседании

специализированного Совета К 053.15.15 в Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Государственной технической университете иы.Н.З.Баумана по адресу* 107005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ни. Н.З.Бауиака.

Ваш отзыв на автореферат в одаоы экземпляре, заверенный печать®, просил выслать по указанному адресу.

Телефон для справок: 263-65-14.

Автореферат разослан " " 1990 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

к .т.н., доцент

Л -/5322

Р .К .Мещеряков

Подписано к печати 2S.Q4.30 1иралс 100 экз. Ротапринт 11ГТУ

Объем 1 п.л. Заказ В Ш

?

* <' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• г.-е Актуальность. Современное машиностроительное производство на б&зе отсеков с ЧПУ к гибких производственных систем (ГПС) . характеризуется постоянным уменьиением серийности изготавливаемой продукции, с целью сокращения неизбежных затрат на переналадку производственной системы применяется групповой метод обработки деталей.

Однако мелечисленность номенклатуры (в средней около восьми деталей) я невольной объеы производства (не более 4$) в ГПС, а такке существенная доля потерь на переналадку оборудования с ЧБУ в общем Фонде времени работа (от ХО% до обусловливают необходимость совершенствования форм и методов групповой технологии в различных производственных условиях. .

Ускорение сменяемости изделий привело, к тому, '.то длительность цикла технологической подготовки производства (ТПП) стала сравнима со сроком их выпуска. Многократное сокращение цикла ТПП достигается за счет интеграции отдельных этапов, наиболее серьезным препятствием very является различие в используемых на каждом из них математических моделях, никоим образом не связанных друг с другом. Это противоречит принципу системности и затрудняет согласование результатов ТПП.

Известные методы технологического проектирования не позволяют синтезировать технологические операции (ТО) переналадки производственной системы, от сложности и трудоемкости которых зависит гибкость и производительность последней.

Прослеживается тенденция повышения требований к достоверности и оперативности принимаемых технологических решений путем установления информационных взаимосвязей цеяду ТПП и производством.

Таким образом, автоматизация и интеграция на основе математического , методического и информационного единства этапов проектирования, группирования, планирования ТО обработки деталей и переналадки оборудования, отработки и оценки конструкции деталей на производственную технологичность с целью наиболее элективной реализации принципов групповой технологии в различных производственных условиях является актуальной зада«?й.

Цель работы, Снижение непроизводительных потере рабочего

вренени оборудования с ЧП7 за счет принятия радиокалышх решений при интегрированном выполнении этапов ТПП.

"етоды исследования. Теоретические исследования проводились на базе научных основ ¡технологии ыаашностроения ж автоматизации производственных процессоь, теории нечетких множеств, теории графов, теории принятия решений.

Экспериментальные исследования выполнялись в производственном объединении "Плутон" и лаборатории кедедры "Технология автоматизированного механосборочного производства1'' 1,'ГТУ им .Н.Э. Баумана.

Объектами исследования приняты производственная система и зшогество выполяяешх г ней ТО.

Научная новизна.

1. Установлены взаимосвязи ыеаду процессом оценки, предварительного отбора наиболее эффективных вариантов и выбора окончательного решения при проектировании единичных и групповых ТО, объединении ТО в группы, планировании последовательности их выполнения , отработке конструкции детали на технологичность и составом, последовательность», трудоемкостью проведения этапов подготовительно-заключительных работ.

2. Определены закономерности влияния изменений производственной ситуации на оценку я принятие реиений при проведении указанных эталов 5Ш в зависимости от интервала времени реализации проектных решения.

3. Определена зависимость технологии проведения подготовительно-заключительных работ от числа, состава и последовательности выполнения групп ТО.

Ц. Предложена система количественных критериев и показателей' принадлежности единичной ГО к групповой, группе или последовательности ТО, охражапщих абсолютные и относительные затраты (экономию затрат) на подготовительно-заклечительные работы.

5. Выявлена общность и предлоген единый математический аппарат на основе теории нечетких множеств, позволявший формализовать задачи синтеза и анализа вариантов единичных и групповых ТО, групп ТО, последовательностей ТО.

Практическая ценность.

I. Разработана математическая модель производственной среды, предназначенная для синтеза и анализа технологических реше-

ний, рациональных с позиций групповой технологии и с учетом про-ттодстзенной ситуация.

2. Разработан общий алгоритм, комплекс методик интегрированного выполнения этапов отработка и оценки конструкций деталей на производственную технологичность, проектирования единичных к групповых операций обработки деталей и переналадки оборудования, группирования ТО, планирования ТО с использованием модели производственной средн.

3. На оснобс указанных кетодик разработан програшгаий модуль автоматизированной систем; ГСП, позволяющий сократить цикл ЪШ за счет интегрированного проведения этапов ТГШ и реализации процедуры направленного синтеза, а также уменьшить непроизводительные потери рабочего времени оборудования с ЧПУ за счет получения вариалтос ТО, групп ТО, последовательностей ТО, конструкций деталей, обеспечивающих минимальнее затраты-подготовительно-заключительного времени в конкретных производственных условиях.

Реа^лзадия з промышленности. Результата исследований проалн прожженную проверку и реализовали в виде програиаю-методичпс-кого комплекса при создании интегрированной схстеш технологической подготовки и планирования производства для участка станков с ЧПУ. Охидаешй годовой экономический эффект для участка из 22 станков с ЧПУ, подтвержденный расчетами и актами внедрения результатов исследований, равен 27060 руб., что в пересчете на один станок составляет 846 руб„

Реализация з учебном процессе. Разработанный прогрокшо-ые-тодический комплекс передан для использования в учебной процессе по курсу "Автоматизация технологического проектирования" кафедрц "Технология автоматизированного механосборочного производства" МГТУ им.Н.Э.Баумана.

Апробация работы. Материалы исследований и диссертации н целом доложены и обсукдени на научных сешгнарах кафедры "Технология автоматизированного механосборочного производства" МГТУ на. НоЗ.Баумана в 1986-1989 гг., научно-технических конференциях "У1 отраслевая научно-практическая конференция молодых специалистов" (г.Горький, 1987 г.), "Создание гибких производстгчших систем механической обработки н опыт их эффективной эксплуа'Г'лц'/и й прогшилекносги" (г.Киев, 1989 г.), "Рациональная оксплуа-:!-.!•.■ •: и инструментообслухивалие станков с ЧПУ и ПТС" (г.Пенза, -Л ,

"Пройденные вопросы развития и повышение эффективности внедрения автоматических производственных комплексов с разной степенью технологической гибкости" (г.Ташкент, 1989 г.).

Публикации. Основной материал диссертации изложен в семи печатных работах, список которых привзден в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из ISE наименования, приложений и содержит 133 страницы основного текста, б таблиц, иллюстрируется рисунками на 84 страницах. Общий объем диссертационной работы - 252 стр., приложений -10 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Во введении обосновывается актуальность теш диссертационной работы, формулируется цоль, задачи, объекты и научная новизна исследования, приводятся основные положения, выносимые на защиту . .

В первой главе проведен анализ состояния и тенденций развития групповой и единичной технологии изготовления деталей на станках с ЧПУ и форм технологической подготовки производства.

Выявлены особенности процессов наладки и переналадки оборудования с ручным управление«, станков о ЧПУ и ШС при единичной изготовлении деталей и групповой методе обработки, основы которого разработали ученые С.П.Митрофанов, 3-L.Burfiidga, 1.Harn и другие.

Показано, что в -концепциях групповой и единичной технологии процессам переналадки производственной системы уделяется недостаточное внимание, вследствие чего потенциальные возможности группового метода по их сокращению в условиях предприятий с невысокий уровнем унификации изделий используются не в полной мере.

Дается анализ различных подсистем ЯШ, оказывающих непосредственное влияние на величину суммарных потерь на подготовительно-заключительные работы^ в частности таких, как ТИС-76, MICIfcSS, EX Gl (группирование деталей и отработка их конструкций на технологичность), ГРУППРОЦЕСС, АДРЕС, MISViEDUlE , CÄIP-T, ЮН, AUTA9 , XPUNE , ЕХСШ (технологическое проектиро-

вание) , ШОШН, ISIS (планирование последовательно-

сти обработки) и других.

Показано, что при групповой и единичной формах ИГО практи-

адски отсутствуют способы количественно,1 оценки различных вариант 02 конструкций деталей, технологических операция к последо-ъа:<-.чькостой иг выполнения по затратам на подготовительно-закля-чительнне работы в зависимости от меняющейся производственной ситуации. Так, при групповой форме ТПП, в основу которой положен ыггод принятия репеииЯ адресацией к комплексной летали, группо-воиу технологическому процессу, группе, имеет место золена критерия минимальности суммарного подготовительно-заключительного Ерзкени на критерий совпадения конструкторско-технологичестсих признаков, что, при наличии многочисленных процессов переналадки. не гарантирует реальное сокращение последних. Кроив тоге, метод адресации не позволяет проводить структурную оптимизация технологического процесса и требует наличия объемного архив-:, объектов-аналогов.

Единичная форма ТПП базируется на более прогрессивной методе принятия решений на основе синтеза, однако-никоим образом не ориентировала на групповую технология.

Отмечено, что существующие метода технологического проектирования не обеспечивал! формирование операций переналадки оборудования.

Обращено также внимание на слабые взаимосвязи существующих подсистем ИШ с производством и на существенные различия математических моделей, методических подходов, используемых на отдельных этапах ТПП.

На основании проведенного анализа я в соответствии с целью работы поставлены следующие задачи исследования:

1. Разработать "гибкий" подход к формированию групп ТО р позволяющий варьировать степенью обгности применяемого э операциях средств оснащения с целью более полного использования потенциальных возможностей групповой технологии по критерия ми;пп'арности затрат на подготовительно-заключительные работы»

2. Разработать "гибкий" подход к групповой'форме ТПП, позволяющий сочетать преимущества метода принятия ранений на осно-" синтеза с преимуществами групповой технологии»

3. Разработать единую математическую модель произволе тг<>1> ■ ной среды, предназначенную для синтеза и анализа варианю:, -.-обструкций деталей, операций обработки, групп и последоаят'.-. и» -стой ТО.

4. Разработать систему количественных критериев и показателей принадлежности единичной ГО к групповой, группе или последовательности ГО, отражающих абсолютные и относительные затраты (экономив затрат) на подготовительно-заключительные работы.

5. Разработать методики интегрированного проведения следующих этапов ШП з

- проектирования единичных ТО обработки;

- проектирования групповых ТО обработки;

- проектирования операций наладки к переналадки оборудования;

- группирования ТО;

- планирования ТО;

- отработки и оценки конструкции детали на технологичность.

6. Разработать алгоритмы и программный модуль, внедрить результаты исследования в производство с определением экономического эффекта.

Во второй главе изложены теоретические подозрения "гибкого" подхода к формировании групп технологических операций, предложена система критериев к показателей принадлекности одной единичной ТО к другой, единичной ТО к групповой, группе ТО и последовательности 'ТО; разработана натеиптическая модель производственной среди как основа для синтеза и анализа вариантов конструкций деталей, групповых ¡¡'единичных К) обработки деталей и переналадки оборудования, групп ТО, последовательности выполнения ТО в условиях групповой технологии.

Показано, что в основе иногих известных катекатических моделей , используекых при выборе оборудования, средств оснащения на этапах технологического проектирования и отработки на технологичность $ формировании групп деталей и упорядочении выполнения ТО (в дальнейшем - планировании ТО), лекат взаимосвязи ыекду технологическими объектами, определяемые процессами наладки (переналадки) .

Дано определение производственной среды Р , состоящей из элементов Э , как совокупности переналагиваекых составляющих производственной систеиы. Под производственной ситуацией V в данном случае понимается техуцее состояние элементов производственной среда, отражающее возможность их использования для очередной ТО. Конкретное содержание понятия "элемент производствен-

ной среды" (ЭПС) определяется, во-первых, исходя из удобства его представления и описания некоторым набором технологических характеристик в интегрированном балке данных (например, рекущие инструменты, приспособления и т.д.)', и, во-вторых, процессом проведения необходимых этапов подготовительно-заключительных работ (например, чистовые контурные резцы, требувщие дополнительного .пробного прохода при настройке на размер и т.п.).

Учитывая, что в какой-либо интервал времениТ в производственной системе выполняется некоторое множество технологических операций 10\ , состояние производственной среды описывается тройкой £ < р уТ >,

Предложено разбить весь лромеяуток времени от текущего момента до предполагаешго срока изготовления деталей, для которых осуществляется ШЛ, на три интервала: диспетчерский (бликай-шие 1-2 смены)*, оперативный Т0 (I неделя или. 1 месяц); перспективный Т„ (евшие одного месяца). Рассмотрены особенности состо- . яния производственной среды в каждый из указанных интервалов и показано, что меняется лшь множество ТО 104 и производственная ситуация Ц1

Введено базовое понятие коэффициента принадлежности , представляюцего собой отношение возможной экономии времени наладки Т,н при переходе от одной ТО к другой к общему времени наладки на данную ТО: = / ;

а такзе другие показатели. Формула для вычисления юхет быть обобщена для некоторого множества (группы) ТО:

где и 11И - сухарная трудоемкость подготовительно-заключительных работ и предполагаемая (расчетная) их экономия.

Коэффициент К„ представляет собой прообраз характеристической функции ¡а. теории нечетких мнонеств, и область его счаче-ний лехит в пределах: [0,11.

Показано, что при групповом методе обработки коэффициент Иг равен либо I (при выполнении ТО одной группы на определенном рабочем месте), либо О (при переходе к другой группе ТО). При единичном изготовлении деталей предполагается проведение ¡-зладхи всех ЗПС для каядой ТО, вследствие чего значение К, всегда нулевое о

Сформулированы положения "гибкого" подхода к групповому «<.»

'¿оду, при которой возмозяо варьирование допустимой долей затрат на переналадку путем плавного изменения минимально допустимого значения коэффициента принадлежности Ип ох 0 до I с целью увеличения численности 20 в грушах, и определены производственное условия его эффективного применения. Поскольку в данном случае имеет место частичная общность ЗПС, применявшее в единичных ГО одной группы, групповая ТО и группа ТО названы "размытыми".

Математически производственная среда представлена в виде взвешенного ориентированного графа Р(3,й) г взрвинамя которого является множество ЭПО (31 , а дугами отношения кенду ними, отракавцие возможность и трудоемкость совместно* наладки, использование в единичных и групповых ТО , работоспособность а наличие в производственной системе:

В связи с изменением области Определения, верхней и тиглей .ее границ, была пересмотрзяа система математических операций теории нечетких множеств и показана возкоетость моделирования с их покоцьм процессов переналадки, наладки производственной системы и т.п. при различных производственных условиях и методах обработки (единичном, групповом, в той числе с различной степень» "гибкости").

Рассматривается задача синтеза, к аналнза технологических решений на основе модели производственной среды на этапах отработки конструкций деталей на производственную технологичность, проектирования единичных и группоьк операций обработки деталей к переналадки оборудования, группирования ТО, планирования ТО. Поправленный синтез основан на локализации наиболее зффехтиБнмх областей ЗПС и зталов их н&лада..использование метрик позволяет получить наиболее существенную экономия подготовительно-заключительного времени при внполаеник некоторого иаояеетва !Ю. Количество просназриваеинх вариантов при этой сокращается. ¿налип конструкций деталей, единичных и групповых ТО, групп ТО, последовательностей ТО осуществляется путем моделирования наладки (переналадки) производственной системы, расчета подготозителыш-заключительного времени и его экономии с учетом текуцей производственной ситуации и выбранного метода обработки.

Отбор допустимых и наиболее оФФекгявншс вариантов конструкции деталей, ТО, групп и последовательностей ТО производятся сравнением рассчигаиных в результате моделирования показателей а

''и » » о заранее заданными минимальными их уна-

чепитш! го ,

V МТЛ; ^ МО^НЛ;

,и - ко-^йпциент ¡эффективности изготовлен*»!.!, представляв-»»Я собой долю охадаеиоЯ экономии яодго-говшшло-з&клмихель-ного зрекеаи в процентах от обвей трудоскгистк изготовления партии деталей.

На основе тех хэ здхоизхлтескях иодалеЯ проектпрувюя операции переналад::а оборудовали» для отдельных ТО обработки, при переходе от одясй ГО к другой, выполнении группа и последовательности ТО,

При задашга рсош I либо О результат» проектирования акалоглчнм лолучаешгм соответственно при групповой илч единичной Дорнах ЯП. Если го технолог варьирует значением 1ИЧ1 в диапазоне от О до 1, 20 изгоняется степень "разшгтсстл" получаемых групп 10 а групповых 'ГО.

3 тпетце.1 гдавз рассматриваются методики проектирования адя-начаих а групяоэых операций обработки детатеЯ я т:зреналадск оборудования , группирования 10, планирования ТО, отработки к сценки холотруюш детале-п ла сезаюлогичкость с использованием модели яре.'.уэодстзенной сроды. Вое методика проиллюстрированы прш,герани. Разработана блок-схеиы алгоритмов.

Суть предлагаемой цетодаг.и проектирования единичных ТО методой синтеза яаклячается л предоставлен:« хедюлогу возкоузоо-сз обоснованного выбора структура операция, оборудования, приспособления 5 реяуеих-инструментов, схватов манипулятора и т.п. по критерию шшйналькоста затрат на подготов:1т?льяо-заял»чятольнце работы при групповой обработке новой совместно о серийно выпускаемыми деталями. Указанный критерий является нормированным и зависит от частот применения кахдого 31С (проведения этапов их наладки) в групповых 20, единичных ТО, имеется ли данный ЭПС в производственной систеке или отсутствует. В результате технологического проектирования выпускается документ "Операционная карта механической обработки", а после моделирования минимально необходимо?! пзреналадкн - "Карта переналадки операции", в которой приведен!! рассчитанные значения подгоговителько-аахлвч'дтельяого времени.

Поскольку при проектировании единичных ТО определяется только принципиальная возможность исключения некоторых этапов подготовительно-заключительных работ при групповом методе обработки, на этапе проектирования групповых ТО и группирования ТО выявляются наиболее целесообразные для совместной обработки оокности (группы^ SO.

"Размытые" групповые ГО синтезируются в диалоге, причем выбор ЗПС осуществляется на основе количественной оценки ожидаемо?. экономии подготовительно-заключительного времени при включении Г;ПО в проектируещв группой» ТО. Оценка рассчитывается путей цоделкровения исключаемых этапов подготовительно-заключительных работ при создрео некоторой "разнытой" группы.

Состав каждой группы опредоляется сравнением рассчитанного коэффициента принадлежности единичной ТО к групповой с инициально допустимым значение!' к затем окончательно уточняется ь диалоге после моделирования переналадки ЗПС, используемых во все> единичных 10 данной группы. Выходными документами являются "Состав группы", а такзсе (по результатам моделирования) "Каста переналадки группы", "Карта наладки группозой операции".

Так как после группирования не установлен порядок следования ТО в "размытых" группах, от которого непосредственно зависят конечны:! эфЗект по эконокии затрат на подготовительно-заключительные работы, обязательно проведение этапа планирования ТО.

Планирование ТО представляет собой цикличный процесс, на каждой паге которого производится назначение очередных ТО из числа невыполненных и разргвенных для запуска на освободившиеся к текущему моменту времени Т рабочие места. Синтез последовательности ТО технолог осуществляет в диалоге, ориентируясь на подготовительно-заключительное время, его экономию, коэффициенты

, рассчитанные путец моделирования выполняемых и исключаете в результате упорядочения ТО этапов подготовительно-заключи-телг.Ц::-: работ. При необходимости формируются документы "Карта лазначеняг операция", "Очередь операций"> "Карта переналадки -спек.цга".

Отиечсстся, что известно йояьсое количество методов оптимизации р&-,бкевкн ило&зотва. ТО на группа по количеству к составу, а тапке распяск:;:.". работы производственной системы в целом, ис-полмугоо: с i. мест se исходных данных матрицы переналадок UTL.^ll. G:z:;"c сяоссСоз оперативного получения так;:;', ширта

затрудняет практическое применение указанных методов оптимизации. Показано, что с помоцью предложенных математических моделей могут быть автоматически сформированы матрицы II Т„ч.. \\ ) илк более предпочтительные ЦТ,Н.. \| , II К».-II позволяющие лрозо-дить простую операции разряжения с целью уменьшения размерности задачи.

Процесс отработки н оценки детали на технологичность на основе модели производственной среда продставляет coeoí! анализ зоз-мохнссти изменения конструкции таким обратом, чтобы максимально использовать имеющиеся ЭПС, применяемые з группозих и единичных ТО, о минимальными затратам? на переналадку при последующем изготовлении данной детали. Предлагаемая методика отработки на технологичность базируется на аналогичной диалоговой процедуре выбора оборудования и средств оснащения по нормированному критерии минимальности затрат на подготовительно-заключительные работы, что и при проектировании единичных ТО. Полученные варианты комплектов Г;ПС, необходимые для изготовления новой детали с указанием тех 2ПС, которые в данный момент отсутствует в произзодст-венной системе, выводятся в виде документа "Карга технологичности".

Количественной оценкой технологичности принят комплексны?-i/*

показатель ¡а„ , начисляемый по Формуле s

(<< л ^ lM1 ; .

где S\n. - кооффициеити принадлежности 1.-го комплекта

ЭПС для изготовления новой детали к различный множествен ОПС (этапам их наладки), используемый в групповых ТО, многократно и однократно применявши в единичных ТО; имеющимся в наличии в производственной системе 4

4.4 1«. - нормирующие шюнители.

Предлагается разбить область значений на ряд интерва-

лов и сопоставить каждому из них Фразы типа "высокая технологичность", "приемлемая технологичность", устанавливая тем сигни взаимосвязь мезду количественной и качественной ("размытой") оценками производственной технологичности детали в условиях "гибкого" подхода к групповому методу обработки.

Наиболее существенными отличиями разработанных методик от известных являются: сочетание преимуществ групповой технологии о преимуществами принятия решений методом синтеза на основе ка-

личесп?-ч;ной оценки затрат на подготовительно-заключительные работы при различных методах обработки с учетом динахкки производственной ситуации ("гибкий" подход к групповой форме ТПП); "размытость" групп ТО, групповых ТО, оценок технологичности, позволяшак расикрить область эффективного применения группового метода к подазитъ удобстго обдекля технолога с ЭБН? возможность проектирования операций переналадки оборудования для отдельных операций обработки, переходе от одной ТО к другой, выполнении группы и последовательности ТО.

Отмечено, что згахгх&ткческое (модель производственной среды) , методическое (синтез и анализ решений) и информационное . (банк данных) единство разработанных методик обусловило интегрированное выполнение этапов отработки и оценки конструкций деталей на технологичность, проектирования единичных и групповых ТО, группирования ТО, планирования ТО.

Кроме того, предложенный подход позволяет рассматривать разработанную модель как инструмент рационализации и унификации производственной среды (средств оснащения, технологических операций) , позволяющий путс-ы моделирования переналадок производственно?. сизтеш в процессе ее функционирования в различных производственных условиях изыскать пути повышения эффективности применения групповой технологии.

? четвертой главе изложена экспериментальная проверка разработанных методик проектирования, группирования, планирования ТО, отработки и оценки конструкции детали на технологичность и созданного на их основе программного модуля на примере интегриро-.ванной технологической подготовки производства для трех серийно изготавливаемых и одаой новой деталей.

Для проведения эксперимента была выбрана производственная ячейка участка станков с ЧПУ производственного объединения "Плу:-сн" на баге модели ГД511ШШ.

¿начале в диалоге проектировались несть единичных ТО изготовления трех указан:-.;.;" деталей (каждая :.з деталей обрабатывалась з дге операции ка станке И'бШТ.'й?) с использозишем предварительно соэдшкой баз« данных ЗПС, з котор/ь затем вносились спро«тированные ТО.

3 процессе отработки на техаологкчаойть новой детали наследовалась возможность модификации ее конструкции таким образом,

чтобы применить при ее изготовлении имеющиеся в наличии приспособления, рекудае и вспомогательные инструменты другуя оснастку. После моделирования производственной среда для поста ТО обработки трех серийных деталей определено, что-в результате изменения предполагаемых для использования в качестве базовых поверхностей новой детали под ссответствуюцнз цанговые патрсны, расчетная экономия времени наладки на ее обработку в условиях группового метода повышалась с нуля до 2 ,24 ч (ЮС£) или до 2Д1 ч (9^).

Для измененной конструкции новой детали з диалоге проектировались два варианта операции обработки, отливавшиеся применением разных приспособлений. Босле моделирования минимально не-, обходимой переналадки при групповом и единичном методах изготовления новой детали рассчитывалось подготовительно-заключительное время, ожидаемая его экономик и выпускалось технологическая документация.

Этапы проектирования "размытых" групповых 10, группирования И планирования ТО проводились для всех восьми ТО, включая оба варианта ТО обработки новой детали.

Моделирование среды группирования производилось с использованием указанных ТО, хранящихся в банке данных. После чего были спроектированы две "размытые" групповые ТО.

Синтезированные "размытые" групповые ТО считались центрами группирования при создании "размытых" групп, в каждую'из которых вклпчалиоь те ТО, объединение которых возмогно и обеспечивает сокращение подготовительно-заключительного времени (Ип^0).

Далее в диалоге уточнялся состав к аз до я "размытой" группы, причем Солее предпочтительным оказалось оставить второй вариант !Г0 обработки новой детали, считавшийся на предыдущих этапах ТИП менее рациональным. Экономия времени наладки в результате создания двух групп, рассчитанная на основе моделирования, составила 9,91 ч и 4,22 ч.

На зтале планирования ГО вначале уточнялась производственная ситуация - количество деталей в партиях, состояние рабочих мест (предполагалось, что к' началу планирования на станках 1И6ППМ53 обработка закончилась и наладка сохранена).

Затем осуществлялось моделирование вариантов назначения 1С на освободившиеся рабочие места о расчетом количественных оце-

ксл ij,;~dí:.koce: г.одготоз'гхельно-за}акгагельнцх работ, которые

¿аГог.'"..".сь на экран дисплея в виде цени. Количество информации sr.zzr&ou вел:псо i: неудобно для принятия решения. После юпуеккого значения коэффициента принадлегности К„ ~ до 0,13 бклэ повторно сформировано меню с меньшим число:.: в]:;зарпентез назначения TO из ко-

гор;;;: г б..л в::б?ая окончательный. 3 результате била достигнута ::.:■:..;/::ил ;.kohoi¡:ss времени наладки 4,22 ч (97Ä)» что составляет f.от оецэго зрехзкв обработгл партий деталей. Далее ooygecx« гл..-.с;: с::;;хоз последовательно;iii выполнения ТО для хакдого ра-Сочз.-о :.::-ста путси а;:::личного повторения процедуры назначения 1С через дискрету планирования, равной одной сиене. Б итоге ло-лу-екз су^са-пая экокоиия подгохозительйо-закл'очительного време-:'.;• ч ,60 ч (71:1), что составляет 12 ,4555 от общего времени изготовлен:;: деталях, из ТО обработка которых формировалась очередь.

KSf^pi: эталг ТГ:П выпускались следующие документы: "Карта техгслогхчлосте" (отработка на технологичность); "Операционная кйхеа;:че&£02 обработка' (проектирование); "Карта наладки гсуглоао:'. езерацки", "Состав группы", "Карта переналадки группы" (rpjnr.'.pr.'fSiKe); "Карта назначения операция", "Очередь операций" (гланхрозгние); '"Карта переналадки операций" (на всех этапах ТТЛ),

" ".:.'0ti ггчве приведены результаты внедрения выполненных хсслсдоьсдйП в производство.

Г.скгзано, что экономический эффект достигается путей уцень-и<;;ия гзд.'огоБИтелыю-заклпчнтелького времени на переналадку обо-

2 i ,3 - 2 раза за счет принятия рациональных решений ::.". Зоек шеауказаакке этапах ТИП; проведения нескольких итераций ТГД, организации процесса переналадок с яомоаьа документов, рег-

охот процссо с. тег.ге сокращения цикла ТЕП в 2-4 "Z.SZ г., ü'.cr интеграции отдельных его этапов, в той числе с под-Г: зелекдараого планирования, реализации процедуры направ-дз::к.т- с/к?еся рсленхГ:.

Гслг-д«« расчет -"".toro экономического аффекта от внедре-h;:f результате» ре: о те б T.IZ участка стрхков с ЧП7 ПО "Плутон".

O.ZIOZ'1'S ZJXJX й 'ВСУЛЬХАК

I. г уедогзс« геногрухткеизго разнообразия деталей пелеоо-

■>г>; ..-/с '^".'с "глокого" подхода групповоыу методу обработ-

;:,•, t.srjw отр-creeré тзхнодогические и оргакизадшшке

зообенноогя различных пронзчодггз (в roi! числе при невысоко:.: уровне унификации вылускасаах изделий). С поцояьз коэ^.-циентг: принадлежности осуществляется регулирозакке стопозьг "p.arzn.TO-зтч" групп технологических операций с целью тивказдка да переналадку производственной систеыы.

2. Использование ''гибкого" подхода к групповой ?opva ГШ', на основе ъюделя производственной среды пэгвздяет спитезнооз^тъ рациональные варианты единичных и групповых "о, групп у. пос.т:гя-зательностей ТО с различной степенью принадлежности (м:-йс:'л:тс-сти") единичных ГО к групповым, группа?: ТО, друг .-: другу, руководствуясь рассшгашшми оаенкаки затрат на подгого зигелзко-с:;::-лючителыше работы. Процедура направленного синтеза рзвзкхй по-вшяает производительность проведения ТПП.

3. Моделирование производственной среды обесг.зчквае? фо рование операций переналадки оборудования при выполнении отдельных ТО обработки деталей, групп ТО, переходе от одной ТО к другой»

4. Разработанная модель производственной среды монет быть использована для анализа состава производственной систем с целью унификации и типизации конструкций оснастки к технолог;:;: обработки.

5. Математическое и информационное единство разрабстаяцых методик обусловливает проведение ТЕП в интегрирование:.; pe;;:;:i:e с учетом реальной производственной ситуации для лпбых интервале! времени реализации проектных решений.

6. Научные результаты, полученные в дакксн исследовании, иогут быть использованы при создании интегрированных систеы проектирования я изготовления на базе любого оборудования, требующего ощутимых затрат ка переналадку.

7. Программный модуль, созданный на основе разработанных методик, проиел продавленную проверку и реализован при создании и эксплуатации система подготовки группового производства для участка станков с ЧПУ обработки деталей типа хел зраценпя, что позволяет снизить трудоемкость подготовки производства и сократить сушарные затраты на переналадку оборудования с 22 до 12,2jS от аффективного фонда' вреиенк. Окядаешй годовой окснсг:н-чееккй эффект равен 27060 руб., что в пересчете ка <шя ста;: с к составляет В4б руб.

Основные результат диссертации отражены в работах:

1. ?илаяяа P.S., БердоевсккК А.Г., Кравченко И.И. Автоматизация проектирования процессов обработки деталей на станках

с ЧГ1У на основе имитационного моделирования производственной бред:: //' Известия ВУЗов. Пааинострсение. - 1968. - Ü П. ■ С .133-13^.

2. Дияаняя Р.З., Бердапевсжий А.Г. Группирование операций обработки на станках с ЧПУ с использованием модели производственной среды // Известия £У2ов. Кешгеосгроекие. - 1988. - й II..

- с.is:-137.

3. Бердыаевсккй А.Г. Автоматизация технологической подготовки и планирования производства для станков с ЧПУ на основе модели производственной среда // Электронная техника. Технология , организация производства и оборудование. - 1989. - Бып.4 (1-35). - С .28-22.

4. Бердыаевский А.Г. Нинимизадия подготовительно-заключительного времени в сис.'сие технологической подготовки и планирования производства для станков с ЧПУ // Рациональная рхсплуа-тгция и инсгрумектообслукивание станков с ЧПУ и ГПС: Тез.докл. панельной коиф.. - Пенза, 1989. - С.25-27.

5. Хилакян ?.?., ЕердыаевскиЯ А.Г. Определение последовательности выполнения операций обработки на станках с ЧПУ с ис-пользогонл:?.: модели производственной среды // Известия ВУЗов. Jiejjcjeci,*«-:;«. - 1989. - .'г 8. - C.I03-I08.

6. ."кланял P.S., Бердьшевохий А.Г. Интегрированная система технологической подготовки и планирования гибкого группового производства // Проблемные вопросы развития и повыиение эффективности внедрения автоматических производственных комплексов

с разной степенью технологической: гибкости: Тез.докл.респ.конф. • - , 1989. - С.4СМЛ. .

7. Бсрдшевский А.Г. Проектирование операций переналадки - оборудования с ЧПУ с использованием модели производственной

среди // Известия ЗУЗоб. Кеанностроские. - 1989. - № 10. -

е.^з-^в.

Jfi г/ /