автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка моделей и алгоритма автоматизированного проектирования систем с оборудованием многоцелевого назначения

Воронежский политехнический институт

На правах рукописи

Гунина Нэлли Викторовна

РАЗРАБОТКА »ЩЕЛЕЙ И АЛГОИГГМСВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ С ОБОРУДОВАНИЕМ ИЮГО ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

(Специальность 05.13.12 - "Системы автоматизации проектирования")

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 1393

Работа шполнена е Воронежском политехническом ииотитутв.

НАУЧИЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук,

профессор ЛЬВОВКЧ Я.Е.

официальные оппоненты - доктор технических наук.

профессор РЫНДКИ A.A.

кандидат технических наук, доцент ЯРНЫХ В.В.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - ПО по выпуску НПО имени

М.И. Калинина, г. Воронеж

Защита состоится ■' рэ^/Раут*/* 1993 г. в Чао.

на заседании специализированного совета Д 063.01.02 при Воронежском политехническом институте по адресу: 394026 г. Воронеж, Московский проспект, 14,

О диссертацией можно ознакомится в библиотеке Воронежского политехнического института.

Автореферат разослан " ^ " ^£<±2^2^1093 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРСВАННСГО

СОВЕТА Д 063.61.02

д-п техн. наук, профессор

Я.Е. ЛЬВСВИЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сокращение жизненного цикла изделий машиностроения, обусловленное современным втапом научно-технического прогресса и соответствующее расширение номенклатуры выпускаемой продукции, предъявляют повышенные требования к проектированию производственных процессов. Одна из возможностей повшенчя эффективности производственного процесса - более рациональное использование имеющегося парка оборудования многоцелевого назначения.

Использование систем с оборудованием многоцелевого назначения (СОМН) в промышленности позволяет не только существенно повысить производительность труда, но и обеспечить рост мобильности производства, т.е. возможность освоения новых типов изделий с минимальными временными, трудовыми и материальными затратами.

Повышение эффективности использования систем с оборудованием многоцелевого назначения достигается применением методов оптимизации при планировании производственного процесса. Указанные метода позволяют снизить риск принятия ошибочных проектных решений при эксплуатации дорогостоящего оборудования.

В связи ^ втим возникла необходимость создания подсистемы автоматизированного проектирования, в рамкэх которой можно аффективно реализовать оптимальный выбор структуры СОМН.

Особенности СОМН невозможно учесть в рамках какого-либо одного из известных подходов структурного синтеза ( полного, сокращенного перебора, дискретного программирования, агрегации ) так, чтобы во всех случаях обеспечить экономически оправданную трудоемкость автоматизированного решения оптимизационных задач. Наилучшие'результаты дает комбинация методов в рамках многоальтернативной оптимизации яо информации, имеющейся в базах данных, и наглядно-образные процедуры получения начальных распределений альтернативных переменных.

Поэтому возникшая необходимость создания подсистемы автоматизированного проектирования, в рамках которой был бы эффективно реализован оптимальный выбор структуры СОМН, делает весьма актуальной разработку математического обеспечения САПР СОМН, обеспечивающего решение поставленных задач как в автоматическом, так .и с режиме диалога с проектировщиком.

Гас5охз выполнена в соответствии с целевой комплексной программой О.АО.02 ПОП СССР, задание 35.01.ОЗП " Разработка алгоритмов а программных средств структурного синтеза гибких пролгяодошэншх систем и их олеиентов ь соответствует одному из основных научных направлений Р,оро;:еа-окого политехнического института: " Разработка САПР, роботов, ГАХ1 ".

Целя и задачи работы. Целью диссертационной работы является построение моделей и алгоритмов автоматизированного проекторов анил структуры система с оборудованием многоцелевого назначения. Дня достнлакия поставленной цвлк необходимо решить следующие оснопше задачи:

разработка ' матеиотических приемов кштеза, оптимизации вьбора структуры СО'лН;

создать алгоритмическое обеспечение автоматизированного проектирования, учи^иБ&ицего особенности технологической системы;

учитывая характер паатгодейстьмя структур данных и обра-Стшзаклцда. программ при реьешм оптимизацг чных задач, построить концептуальную модель информационного обеспечения САПР С0Ш{;

реализовать комплекс проектных решений, полученных при разработке подсистема САПР СОЖ.

исновнно метода исследования. Для решения поставленных задач были использовав основные положения теории систем и ис.пвдовадая операций, теории вероятности, метода структурного и системного пхюгрьммироьания.

Научная новизна. Основными новыми научными результатами доссертедаоннэД работы являются:

структура подсистемы оптимального проектирован:«! СОШ, позволяющая сопмоцать п£кеты программного обеспечения САПР СОМН, елеменгц информационней структуры и визуальные средства ввода и обработки информации;

оятимнзациоште модели, поовбляказге компоновать таловые Сло1си альтернативной оптимизации в соответствии со структурой технологической систем.

концептуальные модели информационнее обеспечения, отличающиеся характером взаимодействия реляционных структур дан-иых и обрабатывавших программ с целью формирования оптимизационны* иодэлзЯ;

алгоритм« оптимального лроэктирорадая, сочетающие щюце-

дуры визуализации, експертене оценен на основе иягаидно-ос$-разных механизмов интуиции и рандомизированных пхем поиска;

пакет программного обеспечении оптимального автоматизированного проектирования структуры СОМН, сокраа^кхдиЯ ркск принятия ошибочных проектных решений.

Практическая ценность работе. Получению» результаты ориентированы не практическое пршапени», обеспеченное лреграм-тюЯ реализацией предложешшх моделей и алгоритмов задач структурного синтеза подсистемы САПР ССМН. Разработанные математические модели позволили оптимизировать структуру системы с оборудованием многоцелевого назначения с цель» получения эффективных ¡экммуатационяых характеристик. Алгоритмы, сочетающие процедуры визуализации, позволим более ыароко использовать экспертов в процессе принятия решения. Для решения задач оптимизация СОМН создана специализированная структура хранения информации. Разработанное и внедренное в промышленную эксплуатацию, на ссноей теоритичсских исследований, программное обеспечение оптимального проектироехтирова-ния структуры технологической системы с оборудованием многоцелевого назначения по выпуску корпусных деталей подтвердило эффективность спроектированного матеметкческого обеспечения.

Осиовннэ положе2шя, выносимые на защиту. В диссертационной работе па 'защит/ выносятся следущиз основные положения:

структура разработанной подсистем/ автоматизированного проектирования технологической системы о оборудованием многоцелевого назначения;

модели и алгоритмы оптимизагдаошагх задач проектирования производсивенного процесса по выпуску корпусных деталей;

концептуальная модель информационного обеспечения подсистемы САПР ССМН;

маршрут взаимодействия между информационным и программным обеспечением подсистемы САПР СОМН;

пакет прикладных программ, обеспечиващий реализации комплекса разработанных проектных решений подсистемы.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены на Воронежском механическом заводе и заводе __ " РИФ Обший еконогялческий эффект составил S1310 рублей ( в ценах I99T г.).

Все разработошше программные средства включены в фонд алгоритмов и программ кафедры. КУМПС Воронежского политехни-

ческого института.

Лнробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих, семинарах к конференция!: Научно-практическом семинаре " Теория и практика создания целостных систем оперативного управлении производством " ( г. Воронеж, 1088 г.); Всесоюзном совещании-семинаре молодых ученых, и специалистов " Разработка и оптимизация САПР к ГАП изделий електроцной техниики на базе высокопроизводительных мини и микро-ЭВМ " (г. Воронеж 19&9 г.); региональной научно-практической конференции " Организация систем управления производство»« в условиях функционирования целостно-хозяйственного механизма " (г.Воронеж, 1989 г.); региональной наупю-практичзской конференции " Теория и практика проектирования, организации производства, труда и управления на предприятии " ( г. Воронеж, 1990 г. ); научно-технической конференции " Опыты и перспектива развития математического, программного и технического обеспечения САПР в пре-состроении " ( г. Воронеж, 1990 г. ); науч-----технической конференции " Создание интегрированных гибких компьютеризированных производств в области мэхвнической обработки и опыт их Бффективной оксплуатации в промышленности "(г.Киев, 1990 г.); научно-практической конференции " Совершенствование организации промышленного производства в условиях нового хозяйствования " ( г. Вороне», 1989 г. ); IX Симпозиуме " Эффективность, качество и надежность систем " человек-техника " (г. Воронеж, 1990 г. ); Международной школе молодых ученых и специалистов " Новые информационные технологии в проектировании " ( г.Гурзуф, 1991 г. Всесоюзной конференции по математическому и машинному моделированию ( г.Воронеж, 19Э1 г. ); научно—технической конференции " Создание гибких производственных систем и опыт ш. оффектада-гой эксплуатации в промышленности " ( г.Киев, 1Э8Э г. ); Международной конференции и школе молодых ученых и специалистов. САПР-92. "Новые гщформационные технологии в науке, образовании и бизнесо" ( г. Гурзуф, 1992 г. ); Российском совещаний-семян..- "Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем" ( г. Воронеж, 1Э92 г. К • "

Публикации. По теме диссертационной работа опубликовано 10 печатных работ, список которых приведен ь конце автореферата.

'Структура и объем работы. Диссергнцксииг^л рао'отй состоит из введения, четыре! гдаь, изложегаии на 134 страницах, мэтгн-нописяого текста, 28 рисунков, 7 таблиц, списка литература, включающего 107 няимеисзаний, и 9 приложений.

ОСНОВНОЕ ССДЕ1ЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теми диссертационной работы, лается ее креткая характеристика и излагается основное содержание -работы.

8 первой гльве обос.чоьаиц и сформулированы цель и задачи исследования, а тэкжи указаны подходи к их, решению. Промдит-ся анализ процесса проектирования систем с оборудованием многоцелевого назначения по обработке корпусных деталей.

Одной из главных особенностей проектирования технологических процесссп на многоцелевых станках является рациональная концентрация последовательно выполняемых по программе технологических переходов с оптимальным применением имеющейся номенклатура режущего инструмента и наиболее полним соо-людешш принципа единства баз.

Указанные особенности обработки корпусных деталей ь условиях функционирования СОШ требуют постановки оптимизационных задач планирования технологических марцрутоЕ, операционной технологии и управляющих программ. При этом возникает проблема Ьыбора наиболее целесообразных методов йх решения.

Проведенный анализ математического обеспечения известных в литературе САПР ТП, показал, что они учитывают не все особенности обработки корпусных прецизионных деталей.

Поставленная в работе задача планирования производственного процесса рассматривается как некоторый иерархический трехуровневый процесс, характеризующийся тремя этапами принимаемых решений.

Интеграция задач, поставленных при проектировании технологической системы, возможна лишь при создании единого математического, информационного, аппаратного к организационного обеспечения в рамках подсистема САПР СОМН.

Исходя из этого в работе используется системный подход к реализации технической идеологии модульного построения СОШ. Применение концепции мо,пульного построения требует" проведения 'оптимизации структуры проектируемой подсистемы.

б

Е кечестпз базовых структур технологической системы, ст-раз»>эдизс основние тигш системных связей объектов производства и технологических операций- и используемых для описания функ-шогзфсяаикя СО!ПН, целесообразно рассматривать только последовательную структуру и структуру с реверсом. Этот выбор объясняется особенностями технологических процессов изготовления корпуошг прецизионных деталей, содержащих чередующиеся операции не связанные с шструмс-нтальной обработкой яа станках многоцелевого назначения ( термообрабоч'ка, електрофизическак, електрохилшческая обработка и т.д.).

Вторая глава посвящепе разработке математического обеспечения для подсистема автоматизированного проектирования

Структура математического обеспечения оптимального проектирования определяется классами оптимизационных моделей и алгоритмов, пэзволяидаг резать задачи синтеза технологических систем путем совмещения автоматических поисковых процедур и процедур принятия реезыий проектировщике*•

Класс алгимизациошшх моделей связал с особенностями технологии корпуонык прецизионных деталей.

Технологические еиет^ми с оСорудованаам многоцелевого назначения характеризуется слздуядаш особенностями, требующими формирования и решения задач оптимпз&ции: ' ''

возможностью подбора грушы объектов производство (011), для изготовления , которых наиболее аффективно испол^зуится все виды технологических операций (ТО) и инструмента многоцелевого назначения;

необходимостью набора рационального варианта дифференциации технологических процессоз и концентрации операций:

необходимостью определения рационального графика обработки ОП с уче'^сЧ* переналадок инструмента.

В работе сфзрмулкровени оптимиззцисшше подели, ориентированные на глтепйречаслешше етеш.

Ко всего множества ОП г^ ( ) необходимо выбрать

минимальную группу И, горой можно наиболее ечбфективяо нагрузить оборудование многоцелевого назначения. Введем альтернативные пврлмешне:

ССШ.

1, соля ¿-и ОП включается ь группу К,

Ш

Г), оедк 1-я ТО, которая можэт заполнятся нэ оборудовании, используется для изготовле-

ф, ш:ачв,

где 1= 1,1 - общее количество ТО, которое моамт выполните гя на оборудования »шогсцелевого назначения.

Эффективность использования оборудования достигается в том случаг, если при изготовлении назначенных на него ОП, каждая 1-я ТО будет использоваться но менее одного раза, т.е.

Выше указывалось о формировании минимальной группы элементов П. В втем случае оптимизационная модель с учетом ограничений (I)-(3) ГА1?ет сдедуи^ий вид:

У. --> т!п,

¿=1 3

и>

С'

Из первого этапа проектирования структуры технологического процесса системы вытекает необходимость выбора рационального вярийнга концентрации ГО и переналадок инструмента для перехода от одной груглы ТО к другой. £'ш задачи связаны между собой, т.к. хотя к по разным требованиям, но обе определяют целесообразность вхождештя 1-И ТО в некоторую к-ю ( ) группу однородных по технологическому способу я ин-

струменту операций. Поэтому их решение определялось на основе единой оппидизационноЯ модели.

Для ее построения введем альтернативные переменные: если 1-я ТО, используемая при изготовлении

С

х-М1/-= > 3-го квлючается в к-ю группу, (5)

1«*к и-лче

С:

если при изготовлении ¿-го ОП выбирается у,-т = ^ га^-й вариант предшествовш*я ТО, (б)

4 иначе,

где - номер варианта технологического процесса

изготовления о'-го ОП.

Значения переменных х . зависят от значеш-ей у . , т.к.

Вору1_:1Г1 предав ствовгшия определяет распределэш!э ТО между

группами, йто обозначается как у^ ).

Оовокутшоета ТО распрсдзляется между грутшеми с учетом сведущих ограничений.

Условия предаестзоЕ^иш ТО учитываются с помощью ограничения: к

к=1

V

и т^ ^

где ^ - знак предшествования ТО, {1,1} £ 1 Д, 1/1.

Каждая ТО при изготовлении ¿-ого ОН должна относиться только к одной из групп:

¿Л»" 1

При изготовлении го ОП ььгбирввтся только один вариант предшоогБоп.&ни.ч ТО ( т.е. один технологический пхюцеос ):

Су;з 'рное время Ештслнения 1-й ТО ь к-й группе ограничено временем износа инструмента:

л

£ ( < вп , (10)

где X1J - врз»:я выпшгае&дй 1-Я ТО ¿-го 011; время износа 1-го инструмента.

В зависимости от типа оборудования многоцелевого назначения суммарноэ количество одновременно устанавливаемых инструментов в группе ограничено:

где N - м-чкоиыалыюз количество ТО в группе.

Для рассматриваемой ыногоальтернативной задачи выбраны следуйте крнтср1»л оптямтЕацга:

суммарная трудоемкость изготовления ОП заданного ассор-

«ШгНТ« о I к а»

= Е ----> к*« . (12)

J

Гг... , аслк 57.;_т1 и 1 - V., ) * Jraj 1

( О, 1лпче;

суммарное время по реналадок оборудование прл ' последовательном пароходе от одной группы изделий к другой:

/ J

11 , волк S Хл .. 3« 1 ,

где íik№l11f) = { J=1

Tj- время, необходимое для пэрем«ладкл оборудования при вц-шполнешш i-й ТО ( ьреуя необходимое для переналадки 1-го инструмента )..

Для ревения поставленных спткмизэштоншх зчдяч предлагается использовать алгоритмическое обеспечение шохоальтерна-тивяой оптимизации.

Использование в качества технических средств персональных вычислительных комдле.ссов с расширенными возможностями машиной графи:«! позволяет совмещать бьтоматичеехие решения с низуялышми оценквми прогятироедш.а.

Вибрсккый, яз рада вазккжадх, способ автоматизации пе]»-бора при поиске комбинаций уровней булевых переменных, обес-печивакедих экстремальное значение целевой функции, основан на зсмене ворьирудмих яеремгчнчх случайный» величжты.

Для первой оптимизационной модели (4) штрафная функция Лягршвка запишется следухдга обралом:

J I ^

j=1 •» i=%1 х fcl -

Ф(х,у>---> max гЛп ,

(х) (yiO)

где = < у,-----Уп >, ( у(?С. - множители Лаг-

рзнжа.

Списанный во 2-й главе дясмртпциошюй работа »лгорнти машинного екгшрямента состоит и? трох атапов. Помяение скорости сходимости алгоритма возможно на счот управления пэре - *■ бором о помощью объективных ( по всличчнэы дрйрад«няй целевой функции ) локальных пропюстач?скйх оц«иок поправлюкия двмке-нкя к эхотре»'-'му. С отой целью Ш!р«отрзиеаится законы распределения :

Р { х ) « р Р (*т'п

_ *' •> (It>)

р^ + ч - - 1, U - 1"» )

in

на основе которых моделируются реализации случайных булевых

Л'

величия Xj.

Скорость сходимости алгоритма во многом зависит от начальных условий и настроечных параметров. Итерационный алгоритм по определению Pj считался завершенным при выполнении следующего условия:

Г^ < в, или Pj > < 1-е.,) , (16)

гдэ е1 - задаваемая точность решения задачи.

Для решения поставленной Сякритериальной оптимизационной модели (7)-(13) использовался многовтатшй адептивйый алгоритм п выявленном предпочте535й локальных критериев по субъ~ ектиьним оценкам оксперта.

Указатигй алгоритм с.югисго диалога с линем принимающим решения (ЛПР) при детерминированном рьшегаш задачи состоит из следующих отанов.

1. Провидеть поочередной оптимизации но каждому из критериев С^ и lig* Полученный минимум по каждому из критериев образует вектор Z1:

I min фД

Z1 = mif J . <I7>

) а/

При этом р^ - 0.5 - вес по первему критерии, в р^ » 1 - р^ -вес по второму критерию. Шаговый коэффициент на данном етапе алгоритма Д <= 0.5.

2. Проведение оптимизации по критерию

? = р* 4 р* Ф2 . (18)

Полученное на этом атше решение характеризуется ректором у1, компонентами которого являются значения критериев:

(1S)

fe)

3. Этап с участием ЛИР. Перед вкспертом ставится ноя-рос: "Все ли компоненты вектора у1 имеют удовлетворительные значения?" При ответе учитывается вектор Ъ^ ,'компоненты которого представляют собой оптимальные значения элементов век'.о-ра У1.

Б случае удовлетворительного ответа решение задачи заканчивается. В случае отрицательного - екснерт указывает критерий с наименее удовлетворительным значением.

4. Ко г,"см этапе происходит настройка весов по каждому из критериев.

Шаговый коэффициент определяется по формуле: к+1 к

Л = Л / 2 ' ,'Й0>

Весоша коффициенти критериев определятся как

(ЗГ)

где и,Я € (1.2), 1 * ,1.

Далее алгоритм возвращается ко второму этапу.

Оотамиээгтя локальная критериев АЦ и проводилась по-С'роекиеч рал.годаян^ироъаиноЛ процедуры поиска с заменой о>~ левах переменных 2,у ьа случайные Булевы аереизннце х, у к с настройкой их законов рнопрэделения в пзюнесоо поиска.

При отои ограничения тииь равенств учитываюсь алгоритмически. Для учзта огргнкче'лгй типа иергаденсте использовалась атрафнея зджция Лагранаса.

0 учетов вдыесказдчного исходная задача (<7)~(ТЗ) запишется в кидо:

.Г М] I к

.Ф1х.у.г,,35г.г3) - С .Ш)

где о жоличвстяэ непаполнэнних уел-ви?* предввстеопания технологических операций (?) доя 3-й детали и п^го варианта предаеетЕояакяя;

г1.1а|' . ¿«=Т7Г, к*иК -

№сжигели Лэпрьмка.

Во ¡.»герой гллзь диссертационной рн'огм рассмотрен ряд процедур, при мягапшой реэлизеции которых сбг<?кти£1Шс прогностические сценки «злучзна ир усллзкй локальних улучшений для з^дач с'гохоетической оп-шмиоапии. Тим же построен г-рог-гровкевий алгоритм движония в вв^хзягпоотнц*. ззроктеристиках. то переменной х^ц а правило для деиже-'гия в Еероатностнкх ха- • зяхгеркотиках по переменной У ^

Скорссть оходяиостй • алгоритм-! рйвдоишшсироваинсй опт и-п;3?.иди сильно зависит от нечядыии раопро^лвтгй случвНних

п 1М

¡сличил , У «сояорне мом'о поду'¡ять при ломсвз! магллд-ю-образних процедур (иснслъзох'ание мотодв визуализации ).

Услошйми завеумьвга* процесса опкгмлзщли г- эедвчо (7)-'13) приняты едадуквдие правила: у

долию выполняться одно из неравенств:

р1^ 8 или р1?^ 1 - £, ^

С целые: сокращения времени вычисления и ускорения сходимости алгоритма используется причин вложенных циклов, 'на каждом из которых гцюизводилЯсь выбор переменных и коррекция распределений по одному индексу. Это связано с тем, что пзро-дойные в задаче (7) -(13) следует перебирать с разной частотой из-за их разного весового вклада в целевую функцию.

Повышение сглрости сходимости алгоритма рассматриваемой задачи возможно за очет управления перебором с помощью субъективных гроглостическях оценок. При проведении анализа ис-хсд>шх данных настройка начальных, законов распределения случайных величхш проводилась на основе наглядно-образных механизмов интуиции экспорта.

Визуальное представление многомерных данных в графической форме осуществляется с помощью нелинейного отображения имеющее* конфигурации тохнолмчгческих операций аз исходного пространства в результирующее, что обеспечивает наибольшую наглядность представления данных.

Лолучо; -гие в результате визуализация у зходных данных массивы начальных распределений

Руи,м], л - 173Т7 м 1ЖТГ и

Рхп,л, I = ГД1, J = ттзз

используются а дальнейшем в качестве начальных условий при

решении оптимкзациокной задачи (7)-(13).

Третья глава диссертационной работы посвящена проектированию информационного обеспечения подсистемы САПР СОМН. Все описание информации предлагается представлять в специализированной структуре храпения дашшх, ориентированной на использование эе в указанной области. Это обеспечивает функционирование гибких программно-информационных структур подсистемы САПР С01Ш.

Спроектированная структура хранения информации имеет реальны© преимущества перед стандартными СУКД. Во-первых, она не требует специального сопровождения системных программистов и адаптации к операционной системе. Во-вторых, все програм-

иные модули структуры реализованы в единой системе программирования и имеют общий базовпй метод доспупа. В-третьих, сравните ьно малый объем системы при наличии всего необходимого инструментария для манипулирования данными позволяет работать ей практически не накладывая ограничений на техгшческие х«-рйктиристики аппаратных средств. Ь-четвортнх, дадексно-последовательная структура хранения дачных и сравнительно небольшой объем разработанной системы хранения информации поэво-ют существенно сократить время доступа к данным.

Рассмотренные во второй гладе• задачи по существу являются задачами фог '.дарования технологического процесса в виде определенно® последовательной совокупности операций. КзддпЯ технологический процесс в качестве основных влемеитоз ссдер--гит деталь и инструмент оборудования многоцелевого назначении. • Эти элементы и подлезут выбору в качестве исходной информация лз структуры хракеигя информации подсистема _ САПР С0.\(Н. Установить эти элементы можно основе взаимосвязи реквизитов •обрабатываемой детали и реквизитов инструмент..

Структура хранения информации САПР СОШ! рассматривается ка уровне концептуальной модели. Этап концептуального проектирования связан с ог^лоашхем и синтезом райнообрг^них информационных требований пользователей при перв ^начальном проекте структуры. Резулътом »того атвпа является высокоуровневое представление информационных требо»*кий, таксе кьк диаграмма "сущность"- "связь". В работе расс иваются уникелыыэ еуц-ностя "деталь" и "инструмент".

На основе анализе информации по каждому ::з разделов "деталь" и "инструмент" были построены локальные избериьциогаше модели, объединенные в обилую икформацианну» 'модель.

В разработанной структуре хранения информации подсистемы САПР СОШ конечными пользователями могут быть как проектировщик, так а пакет прикладных программ, взаимодействующий с указанной структурой при участии пользователя. Для каждого случая разработан м&разрут взеимодействия программного и и информационного обеспечения попсистемп САПР ССКДН.

В четвартой главе рассматривается организация црикладно-го программного обеспечения подсистемы оптимального овтомати-зироьянного проектирования структуры системы с оборудована и многоцзлового ячзначс.шл по производству корпусных прецизионных деталей.

1-i

Разработанная система автоматизированного проектирования структуры COM4 была исчользогана при проектирования структуры производственного процесса изготовления корпусных прецизионных деталей на участке станков многоцелевого назначения ИР 500МФ.1 в условиях мелкосерийного производства.

Ислользуе>шй комплекс программных средств, построенный на основе разработанного алгоритмического обеспечения, поз-Bt-..ютет притенять цредлокс-нну« метода и средства для оптимального автоматизированного проектирования структуры СШН. Все программы разработаш на языке высокого уровня Паскаль версия в.О в средз US Е05 для IBM сошестимых ПЭВМ.

Программа N1 предназначена для формирования оптимальной группы объектов производстве, которыми эффектппно можно загрузить оборудование многоцелевого назначе1гвл. Файл исходных донных содержит общее количество объектов производства, варианты технологических протесов деталей, перечень технологических операций, производимых-на оборудовании многоцелевого назначения.

Программа N2 реализует оптимизационный елгеритм решетя ' задачи (7)-(13). Начальные параметры алгоритма, вляяхвдие на скорость сходимости и точность, формируются по результатам решс^тия блока визуализации исходных дашых ( программа VIZ ).

Использование разработанных программ позчолило получить решение оптимизационных задач проектирования структуры технологической системы по выпуску корпусных преда;.лонных деталей.

В диссертационной работе проведен анализ эффективности функционирования подсистемы оптимального проектирования СОМН.

Основные результата работ заключаются в следующем: I. Сослана подсистема оптимального проектирования СОМН, ориентированная на особенности производственных процессов изготовления корпусных прецизионных деталей, состоящая из . математического, информационного и программного обеспечения.

2. Принцип модульности, примененный' для проектирования < структуры СОМН, предусматривает построение системы из базовых элементов - последовательной структуры и структуры с реверсом, наиболее полно учитывающих специфику изготовления прецизионных корпусные деталей.

3. Построены оптимизационные модели проектирования технологических процессов, позволяющие решать задачи синтеза структуры системы с оборудованном многоцелевого назначения из

типоьнх блоков и учнтыг.адвде специфику функционирования обрабатывающих центров.

1. Раэряботяко алгоритмическое обеспечение подсистемц САПР СОШ в форме процедур жлмитациэиного машинного ег:сперк-мента, кроязьодящого ав"?омааичэский перебор поиска комбинаций уровней булева г. переменных для достижения экстремального значения целевой функции.

5. Для решения бикритеризльной оптимизационной задачи проектирования производственно i'o процесса корпусных прециза-'"чних деталей прздлохея многоогегпай адантивныг: алгоритм с выявлением предпочтений локальных критериев по субъективным оценкам експорта.

в. Разработан двухуровневый алгоритм визуализации исходных дэнкнх- оггткмаззциокиоЯ. задачи проектирования технологического процесса для проведения »aorpoftet начальных распределений случайных величин,

7. Построена концептуальная i/одель информационного обес-печеш!я САПР СОМН, поэвелямцзя создать нвтвисимую от системы управления Сазами денных информационную структуру путем ебт,-единзния требований пользователя к данным. .

а. Разработан маршрут взашлодейстьия нехду программном и информационный обеспечением C4IIP СОМН хйрак'.еризууа^ вз&змо-дейстаие созданных реляционных отрукту, данных с оэрабэтыяазсг-цими программами при реши та олти>,г— чциоиннх задач.

9, Изложенный в рабств теора :юле полокенлл реализовали в вдд» кокпг.еког программки* модулей, обеспечивающих сот.твз н исследование структур« скстзмн с оборудованием многоцелевого назначения. Получаемые прй втем результаты свидетельствуют о poöoi оспособностк л рХфохтшздзстн разработанных моделей, алгоритмов, структуры хранения инфсиизды и прогреб«, составляющий ядро подсистемы яГчГомагит>ировгшнаг-> проек-гировения COf.'ii.

Но материалам диссертационной робота опубдккоэакы ом-хухчзле работы:

I. Гунккв Н.8., Львоеич Я.Е. Осоовяносги органета-дни шератманого ."правления Г'ПС обработки яроциаиоаннх двтадаС // '«з. докладов научно-практического оешздара "Теория я првкти-я сездйняя целсспшх систем оперативного управления irpoiiL -одством". - Воронеж; СПИ, I9ÜS. - 85 о.

3. Тупика H.H., Льяслнч Я.1'". СЧ;тн»лш1ЦИ»( технологич> с-

хих систем с оборудованием многоцелевого назначения в условиях ГАП // Тез. докладов Всесоюзного совещания - семинара колодах учоных и специалистов. - Воронеж: ВЛМ, 1989. - 170 с.

3. Гунина Н.В. Системны» подход к оптимизации структуры ГПС обработки корпусах прецизионных деталей // Тез. докладов научно-практической конференции "Организация * систем управления производством в условиях функционирования целостно-хозяйственного механизма". - Воронеж: ВГГЛ, ХЭ89. - 126 с.

■I. Гунина Н.В., Толстых Т.О. Математическое обеспечение проектирования технологических систем о оборудованием многоцелевого назначения // Тез. докладов региональной научно-практической конференции "Теория и практика проектирования, организации производства, труда и управления на предприятии. Воронеж: ВПИ, 1990. - C.II4-II5.

5. Гунина Н.В., Львович Я.Е. Структура математического обеспечения оптимального проектирования технологических сио-тем с оборудоьонием многоцелевого назначения // Алгоритмы моделирования и оптимизации автоматизированных систем.-Воронеж: ВПИ, ХЭЭО. - С. 25-32.

6. Гунина К.В., Львович Я.Е. Оптимизационные процедуры структурного синтеза технологических систем // Тез. докладов научно-технической конференции "Опыт и перопективы развития математического, программного и технического обеспечения САПР в пресеостроении".- Воронеж: "ВПИ, 1990. - 43 с.

7. Гунина Н.В., Толстых Т.О. Использовании елементов интеллектуальной поддержки в решении задач проектирования технологически х процессов // Тез. докладов IX Симпозиума "Эффективность,качество и надежность систем "Человек-техника". -Вороне»: ВПИ, 1990. - 146 с.

8. Гунина Н.В. Особенности информационного обеспечения формирования структуры СОМН /i Гез, докладов Международной Конференции и школы молодых специалистов "САПР-92. Новые информационные технологии в пауке, образовании и бизнесе". -Воронеж: ВПИ, 1992. - 259 с.

9. Гунина Н.В. Организация информационной базы данных САПР СОМН // Тез. докладов Российского совещания - семинара "Оптимальное проектирование технических устройств и ароматизированных систем". - Воронеж: ВПИ, 1992. - 63 с.' '

10. Гунина Н.В., Толстых Т.О., Львс-вич Я.Е. Использование Е-сеги для анализа функционирования гибкого автоматизиро-