автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Разработка системы автоматизированного проектирования технологических процессов изготовления корпусных конструкций на основе методов искусственного интеллекта

На правах рукописи

Кузнецов Андрей Александрович

Разработка системы автоматизированного проектирования технологических процессов изготовления корпусных конструкций на основе методов искусственного интеллекта

Специальность 05.08.04 - «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2009

003483034

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Центр технологии судостроения и судоремонта» (ОАО «ЦТСС»),

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Веселков Вячеслав Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Чистов Валентин Борисович

кандидат технических наук, доцент Рогозин Владимир Алексеевич

Ведущая организация: ОАО «Адмиралтейские верфи»

Защита состоится 16 июня 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д223.009.04 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций» по адресу:

198035, г. Санкт-Петербург, Двинская улица, д.5/7, а уд. 257.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГОУ ВПО «СПБГУВК»

Автореферат разослан 15 мая 2009г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д223.009.04 д.т.н., профессор

Ерофеев В.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

Технологическая подготовка судостроительного производства (ТПП) является важным этапом в создании современного судна. В свою очередь, важнейшей задачей ТПП является проектирование маршрутной технологии изготовления судовых изделий. Наиболее актуальна эта задача для корпусообра-батывающего (КОП) и сборочно-сварочного производств (ССП), т.к. в объёме ТПП верфи они наиболее трудоёмки и требуют оптимизации использования производственных мощностей.

Первые опыты автоматизации проектирования маршрутной технологии в судостроении были предприняты в 80-е годы прошлого века, когда в составе АСТПП АТОПС (разработка НПО «Ритм») была создана подсистема ОБРАБОТКА. Целью этой подсистемы был автоматический синтез маршрутной технологии корпусных деталей с обеспечением рациональной загрузки цехового оборудования. Будучи реализованной на ЕС ЭВМ, подсистема ОБРАБОТКА функционировала пакетном режиме, что требовало больших объёмов кодирования и практически не давало возможности оперативно учитывать изменения в производственной среде и составе производственных заданий. По причине отсутствия диалогового режима и развитых средств настройки на технологию предприятия подсистема ОБРАБОТКА не нашла широкого применения в судостроении.

В 90-е годы, с появлением персональных ЭВМ значительно улучшились графические и интерактивные возможности технических средств автоматизации. Это привело к тому, что в машиностроении и в судостроении появились интерактивные САМ-системы проектирования маршрутной технологии, решающие задачу проектирования технологического процесса единичного изделия на основе типовой технологии или прототипа. Однако, технолог не учитывал реальных ресурсов производственной системы, а в отношении конкретного изделия его технологические решения были субъективными. Задача синтеза маршрутной технологии для группы изделий в таких системах не решалась. Между тем, современное динамичное производство, в условиях дефицита технологических кадров, требует полной автоматизации синтеза маршрутной технологии именно для группы изделий. Одной из перспективных форм нового производства в ближайшее время станут региональные обра-

батывающие центры, призванные обеспечить изготовление металлоконструкций для предприятий региона различных отраслей промышленности. Для функционирования таких центров потребуется создание программного обеспечения (ПО) синтеза маршрутной технологии с открытой архитектурой, позволяющее быстро перестраиваться с одного вида продукции на другой, учитывая все изменения в производственной среде.

Данное ПО должно: эффективно взаимодействовать с другими подсистемами АСТПП;

выполнять синтез маршрутной технологии не для одного, а для группы изделий, конкурирующих за ресурсы производственной системы; решать задачи нормирования операций технологического процесса (ТП); решать задачи расчёта необходимых ресурсов для выполнения операций ТП; выполнять автоматизированный выпуск рабочей технологической документации;

В настоящей работе для решения поставленных задач использована методология искусственного интеллекта. Эта методология рассматривает вопросы представления и использования информационных объектов в виде знаний - универсальных формализмов, таких как фреймовые системы, семантические сети, продукционные системы, деревья решений, что позволяет придать архитектуре ПО универсальность и открытый характер и легко тиражировать знания опытных технологов, что весьма актуально при дефиците технологических кадров на верфях.

Цель диссертационной работы: повышение качества технологических процессов КОП и ССП за счёт обеспечения адекватности технологических процессов конструктивным особенностям деталей и сборочных единиц и рациональной загрузки производственного оборудования;

сокращение затрат служб завода на проектирование технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производств за счёт автоматизации процесса проектирования и возможности быстрой настройки на технологию конкретной верфи.

Для достижения данной цели в диссертации решены следующие задачи:

разработано формальное описание проектных процедур формирования технологических процессов для деталей и сборочных единиц в судостроении;

- разработано представление проектных процедур генерации технологических процессов формализмами искусственного интеллекта;

- разработаны теоретические основы программного обеспечения для автоматизированной системы проектирования технологических процессов корпусо-обрабатывающего и сборочно-сварочного производств.

Для решения данных задач в работе были выполнены исследования процессов проектирования маршрутной технологии изготовления судовых деталей и сборочных единиц и изучена методология искусственного интеллекта для описания проектных процедур;

Предметом исследования были технологические процессы изготовления судовых изделий и проектные процедуры формирования этих ТП.

Опрос ведущих технологов верфей Санкт-Петербурга, Зеленодольска и СМП, а также анализ отраслевых ОСТ на разработку техпроцессов позволил выявить следующие проектные процедуры формирования ТП для изделий судостроения:

1. Проектирование технологического процесса с использованием типового технологического процесса.

Данная процедура предполагает наличие описания обобщённого ТП

для типового изделия. Типовое изделие представляет собой класс изделий, характеризующийся набором общих параметров, каждый из которых находится в определённом диапазоне. Каждое конкретное изделие, принадлежащее этому классу, имеет параметры, лежащие в диапазоне класса. ТП для конкретного изделия извлекается из ТП типового изделия по некоторым правилам, зависящим от параметров конкретного изделия. Это правило по сути одно: отдельные операции изымаются из обобщённого ТП, если какие-то условия, накладываемые на параметры изделия, не выполняются. Например, если деталь не содержит фасок, её ТП не будет содержать операций снятия фасок. Этот метод может служить основой автоматизации синтеза только при небольших отличиях изделия от типового изделия.

2. Проектирование технологического процесса с использованием аналога.

При данной процедуре предполагается, что есть аналогичное изделие со своим технологическим процессом. Аналогия определяется по наличию характерных параметров и близости их значений. При полном сходстве изделия с аналогом, техпроцессы изделия и аналога совпадают. При неполном сходстве некоторые операции заменяются или удаляются. Основная канва

технологического процесса при этом сохраняется. Данная процедура используется при интерактивной разработке технологического процесса.

3. Проектирование технологического процесса методом параметрического синтеза.

Изделие (деталь или сборочная единица) представляется структурой

конструктивных элементов. Проектирование происходит на основе визуального анализа изделия, в несколько этапов, сверху вниз. На первом этапе создаётся приближенное описание технологического процесса, состоящее из последовательности укрупнённых фрагментов. Затем каждый укрупнённый фрагмент уточняется одной или несколькими технологическими операциями. Метод интуитивно используется технологом при проектировании оригинального технологического процесса и может быть положен в основу рекурсивной процедуры синтеза технологии.

В качестве методов исследования были использованы:

Для сбора исходной информации об объекте исследования: анализ отраслевых стандартов по типовым технологическим процессам кор-пусообрабатывающего и сборочно-сварочного производств; анализ рабочей документации по технологии КОП и ССП, применяемой на российских и зарубежных верфях; опрос опытных технологов судостроительных верфей; анализ зарубежных и отечественных САМ-систем проектирования маршрутной технологии.

Для построения моделей технологических объектов: аппарат теории систем;

методология искусственного интеллекта для решения задач проектирования последовательностей.

Для разработки САМ-систем проектирования маршрутной технологии: теория проектирования реляционных баз данных;

технология ЮЕР1Х (моделирование данных для реляционных СУБД).

Выполненные исследования позволили получить ряд новых научных положений, выносимых на защиту, в частности: универсальные методы представления технологических объектов (судовые изделия, технология, производственная среда), необходимые для синтеза технологических процессов изготовления судовых деталей и сборочных единиц;

алгоритм синтеза рабочих технологических процессов изготовления судовых деталей и сборочных единиц, функционирующий на основе технологических знаний;

структуры баз данных производственных САМ-систем проектирования технологии изготовления корпусных конструкций.

Научная новизна результатов состоит в том, что:

впервые в судостроении разработаны формы представления и методы использования технологических знаний, дающий возможность выполнять синтез технологических процессов КОП и ССП с обеспечением рациональной загрузки оборудования.

Достоверность научных положений, выносимых на защиту, подтверждается:

компьютерными экспериментами с библиотекой тестовых изделий; практическими результатами внедрения созданного ПО.

Практическая значимость работы состоит в том, что: технолог-корпусник получил инструмент, позволяющий ему с высокой степенью автоматизации проектировать рабочие технологические процессы деталей и сборочных единиц, при необходимости внося оперативные изменения в базу знаний по синтезу технологии и в описание производственных заданий; разработанный метод представления и использования технологических знаний легко распространяется на любое судостроительное производство (трубное, механомонтажное, стапельное и другие), где технологический процесс выражается последовательностью операций.

Апробация работы:

Разработанная в рамках данной диссертационной работы программное обеспечение было внедрено на ряде заводов отрасли (ОАО «Северная верфь», ОАО "Зеленодольский завод им. Горького", ОАО «Окская судоверфь», Верхнекамский Судостроительный Комплекс), а также используется в учебном процессе подготовки студентов технологических специальностей СПбГМТУ.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, 2 отчёта о НИР.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ методов проектирования маршрутной технологии в машиностроении и в судостроении, и на его основе установлена

актуальность задачи синтеза маршрутной технологии изготовления деталей и сборочных единиц в судостроении. Сделан обзор научных методов решения этой задачи, использующих аппараты теории множеств, формальной логики и теории графов. Выявлены проблемы, возникающие при использовании этих методов для решения задачи синтеза маршрутной технологии одного изделия. Определена важность решения задачи одновременно для группы судостроительных изделий с учётом ограничений производственной системы. Сделан вывод о перспективности использования методов искусственного интеллекта для описания технологических объектов и синтеза маршрутной технологии, базирующегося на учёте свойств этих объектов и ограничений производственной системы.

Помимо этого, в первой главе выполнен обзор промышленных реализаций САМ-систем маршрутной технологии в машиностроении, авиастроении, судостроении, из которого сделан вывод о том, что современные САМ-системы являются редакторами, позволяющие проектировать маршрутную технологию по типовому образцу, с возможностью доработки под конкретное изделие. САМ-системы, выполняющие синтез технологических процессов для фупп изделий, с учётом ограничений производственной системы, в настоящее время отсутствуют.

В рамках постановки задач исследования проанализирована специфика деталей и сборочных единиц судостроения. Специфика технологии изготовления судовых деталей состоит в том, что:

- технология изготовления одной детали имеет простую линейную структуру и представляет собой последовательность нескольких технологических операций;

- проектировать технологию необходимо не для одной, а сразу для всех деталей запуска, учитывая возможности корпусообрабатывающего цеха, наличие рабочей силы, средств технологического оснащения и стоимость технологии.

Специфика технологии изготовления судовых сборочных единиц состоит в том, что:

- технология изготовления судовой сборочной единицы базируется на типовой технологии, отражающей возможности сборочно-сварочного цеха (ССЦ);

- при проектировании технологии необходимо учитывать выполнение всей производственной программы, возможности ССЦ, наличие сборочной оснастки.

- некоторые технологические операции могут выполняться параллельно.

В первой главе в соответствии с методологией системно-структурного анализа технологических процессов выполнено исследование влияния параметров листовой корпусной детали на технологию её изготовления. Технологический процесс корпусообрабатывающего производства исследован как система, т.е. объект, состоящий из множества взаимосвязанных элементов, выступающих как единое целое. Для технологических процессов судостроения в качестве таких элементов выступают технологические операции, связанные между собой отношениями порядка следования. Как системный объект, технологический процесс определяется структурой - S, функцией F,n набором свойств Z = {zj.

Функция технологического процесса заключается в преобразовании исходного материала объекта в готовое изделие. Для процессов изготовления судовых деталей функция состоит в преобразовании объектов производства из исходного состояния заготовки Со в конечное состояние Ск. Исходное состояние заготовки задаётся множеством параметров Co^bi}, характеризующих форму и размеры заготовки, марку материала. Конечное состояние Ск, определяет форму деталей в 2D и 3D состоянии, геометрию кромок, физико-механические свойства отдельных поверхностей и детали в целом. При осуществлении технологических процессов происходят изменения объектов производства, в результате которых изменяются их качественные характеристики. Функция технологического процесса может быть описана отображением Q : Со ->Ск.

В соответствии с разделением технологического процесса на операции общая функция F разделяется на ряд операционных функций {ft}. Функция каждой операции заключается в преобразовании детали из одного промежуточного состояния в другое f|: Cj.i -> Cj и интерпретируется дугой графа Cj.i f| Cj.

Промежуточные состояния Cj характеризуются наборами параметров {Р|} и наборами конструктивных элементов {Ек}, которые приобретает деталь под воздействием операции. Операционных функций, переводящих деталь из одного состояние в другое, может быть несколько. Применимость каждой функции f| задаётся её собственным логическим условием U(f|), зависящим от параметров детали и её конструктивных элементов.

Деталь, начиная с начального состояния Са, последовательно, переходит из одного состояния в другое, пока не достигает конечного состояния С„. Каждое состояние Cj реализуется, если выполняется входное условие U(Cj) для этого состояния. Входное условие состояния детали U(Cj) есть логическая функция, one-

рандами которой являются параметры детали и параметры её конструктивных элементов. Если входное условие состояния не выполняется состояние считается недостижимым для детали и выполняется проверка достижимости следующего состояния.

Таким образом, функция технологического процесса описывается графом

Р(С,0) = Со 01} С, 02} С2...Ск-10к} Ск„.

где С| - вершины графа - состояния детали, характеризуемые наборами свойств {Р|} и конструктивных элементов {Е*}. При этом С| С, если логическое

условие её применимости 11(С|) - истина; {Ц - набор операций, каждая из которых переводит деталь из состояния См в С), при этом операция Ь исполнима, если логическое условие её применимости II - истина (рис. 1).

По результатам выполненных исследований сделана постановка задач проектирования технологических процессов корпусообрабатывающего и сбо-рочно-сварочного производства на основе представления знаний.

Во второй главе исследован метод синтеза технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производства на основе представления знаний. В обеспечение синтеза технологических процессов разработаны методы представления следующих информационных объектов: модель судового изделия (детали и сборочной единицы); модель типовой технологии изготовления судового изделия; модель производственной системы;

модель синтеза технологического процесса из параметров изделия с учётом ресурсов производственной системы.

Модель судового изделия

Модель корпусной детали определятся как:

О = <С,Р>,где й- структура корпусной детали; в - набор главных параметров детали; Я - набор конструктивных элементов (КЭ).

Главные параметры судовой детали это параметры, характеризующие деталь в целом, влияющие на технологию её изготовления. В число главных параметров входят марка материала, длина, ширина, толщина и другие.

Для судовых деталей возможны следующие КЭ: «фаска», «ласка», «припуск», «отверстие» и другие. КЭ каждого типа у детали может быть несколько. Каждый тип КЭ характеризуется своим набором параметров.

Каждый параметр определяется следующими реквизитами:

наименование; код;

тип (Число / Текст);

интервал значений (для числового типа) или список возможных значений. Формальное определение КЭ:

Р = {Р1} >,где ? - КЭ детали; ТГ-типКЭ; {Р1} - параметры КЭ; Примеры КЭ детали:

КЭ «Фаскам. Определяется параметрами «длина», «ширина», «угол», «число сторон».

КЭ «Припуск». Определяется параметрами «ширина», «начальная точка», «конечная точка».

КЭ «Отверстие». Определяется параметрами «диаметр отверстия», «число отверстий».

Судовая сборочная единица (СЕ) является структурным иерархическим объектом и определяется совокупностью своих компонентов и совокупностью связей между компонентами. Компонентами сборочной единицы могут быть сборочные единицы низшего уровня или детали. Каждая отдельная сборочная единица, как единый объект, описывается набором главных параметров и КЭ. Каждая связь сборочной единицы описывается типом и набором параметров и представляется моделью:

в = <Е,1,и,и >, где в - модель СЕ; Е - совокупность компонентов сборочной единицы; I - иерархия сборочной единицы; II - совокупность технологических связей компонентов сборочной единицы; и - свойства связей сборочной единицы;

0104,0101,0301(мехаиич*сия |

0605,0601 (комбинированная npj

0601 (права в вальц«») [-

0404,0693(рвш лки

©

0701,0710,0702,0110,0207,0902 гибка листов сложной формы

0701.0710.0702.0110.0207.0902 гибка листовых обечаек

Состояние детали:»Очишеиа/ Вырезана/Снята фас кя)

Ссннут*—

1101,1102,1104 (очистка и правка листа)

0201.0901 (плазманная разка )

0104.0201,0203,0902 (ручная газовая резка)

0611 (правка мелких деталей)

(правка мастными нагревами)

0407(резка ласки механическая)

0406

резка фаски в механическом цехе

0701,0702,0702,0110,0207,0902 гибка листов простой формы

0110.0207,0902 гибка фланцев

Условны* обозначения

0401,0904 ■ Фрагмент технологии, резка фаски переводящий деталь в другое 101 состояние

Состояние с входным условием. Если условие но выполнено, делается переход в Следующее состояний.

Рис. 1. Граф обобщённого технологического процесса изготовления судовых деталей из листового проката.

Сборочной единицей высшего уровня является судно в целом. Сборочная единица низшего уровня - узел. Иерархия сборочной единицы I описывает отношение вложенности между компонентами сборочной единицы. Судо-

строительная иерархия представлена следующей линейкой: СУДНО - БЛОК -СЕКЦИЯ - ПОДСЕКЦИЯ - УЗЕЛ - ДЕТАЛЬ. Отношения вложенности возможны между компонентой высшего уровня и компонентами всех низших уровней. Так, СЕ типа «Блок» может включать СЕ типа «СЕКЦИЯ», «ПОДСЕКЦИЯ», «УЗЕЛ» и «ДЕТАЛЬ».

Совокупность технологических связей компонентов сборочной единицы и описывает все «горизонтальные» связи между компонентами СЕ, в судостроении это, в основном, сварные соединения. Каждая связь является бинарной, т.е. описывает соединение двух компонентов СЕ. Каждая связь 1Л описывается типом Т(1Л) и набором параметров J (Ш)

Модель типовой технологии изготовления судового изделия Модель типовой технологии определяется тройкой ТС = <0, Рг, К1>, где О - множество технологических операций, выполняемых в производственной среде; Рг - множество типовых технологических процессов, каждый из которых состоит из нескольких технологических операций; N - множество нормативов трудоёмкости технологических операций. Одна технологическая операция описывается одной или несколькими нормативами. Каждый норматив представляет собой пару

N = <С,Я> ,где С - условие применение норматива, являющееся логическим выражением, операндами которого являются параметры изделия; формула вычисления трудоёмкости, представляющая собой алгебраическое выражение, зависящее от параметров изделия. Модель ресурсов технологии Ресурсы технологии описываются четвёркой = < М.Б, 0,1->, где М - технологическое оборудование; Б - расходные материалы; О -технологическая оснастка; I - рабочие специальности;

Каждый ресурс технологической операции имеет свою меру М(№), зависящую от параметров изделия {Рк}.

Ресурс «Технологическое оборудование» имеет меру Т(М) - время доступности оборудования на плановый период. Ресурс «Расходный материал» имеет меру, выражаемую в наличии или отсутствии материала на плановый период. Аналогично, ресурс «Технологическая оснастка» имеет меру, выражаемую в наличии или отсутствии единицы оснастки на плановый период. Ресурс «Рабочая специальность» имеет меру Т(1_), выражаемую в количестве человеко - часов, обеспечивающих технологическую операцию на плановый период.

Роль ресурсов в составе знаний технолога состоит в ограничении применения технологических операций возможностями производственной системы. Заводской технолог, проектируя технологический процесс, не обращает внимания на ограниченность ресурсов, что приводит к нерациональной (часто запредельной) загрузке оборудования. В процессе исполнения технологических операций производственные ресурсы расходуются, и это должно учитываться при выборе для изделия очередной технологической операции. В работе предложены несколько стратегий расходования производственных ресурсов. Стратегия экономичного расходования ресурсов состоит в выборе наиболее дешёвого плана изготовления изделий запуска. Стратегия равномерного расходования обеспечивает равномерную загрузку цехового оборудования при условии возможности исполнения на разных типах оборудования.

Модель знаний о синтезе рабочей технологии

Назначение этой модели - описать все варианты технологии изготовления изделия, основываясь на конструктивных параметрах изделия с учётом ресурсов производственной системы. В качестве формализма для представления технологии использовано так называемое альтернативное дерево, или А-дерево. Альтернативным деревом (А-деревом) называется вектор (в,Б,у), в котором: С=6(Х, О) — корневое ориентированное дерево с множеством вершин Х={Х|} и множеством дуг 0={сЩ; 8={8ц} — множество типовых связок; отображение у: в-»0 ставит в соответствие каждой типовой связке в, принадлежащей в, подмножество дуг у(э) из множества й, причем все дуги одной связки имеют общую начальную вершину. По сравнению с другими формализмами представления знаний А-дерево обладает экономностью, детерминизмом и внешней выразительностью. Поскольку А-дерево должно представлять поэтапную схему проектирования технологического процесса сверху вниз, отдельные вершины должны быть определёнными этапами проектирования технологического процесса. Число этапов проектирования ТП не ограничено. В качестве вершины А-дерева технологии использован объект, названный фрагментом технологии. По своей сути фрагмент технологии это некий этап или часть этапа в процедуре проектирования ТП. Основные свойства фрагментов технологии (ФТ):

фрагмент технологии описывает некоторые действия, придающие изделию определённые свойства;

- фрагменты технологии отличаются степенью конкретности. На верхнем уровне проектной процедуры находятся укрупнённые фрагменты, реализующие обобщённые свойства изделия, такие как «быть вырезанным», «быть согнутым». На нижних уровнях проектной процедуры находятся более конкретные фрагменты, т.е. реализующие свойства «быть вырезанным на машине КРИСТАЛЛ» или «быть согнутой на прессе КАРБОКС». Фрагменты технологии самого нижнего уровня совпадают с технологическими операциями;

- фрагменты технологии высшего уровня конкретизируются фрагментами низшего уровня в соответствии со связками, их соединяющими.

Точное определение фрагмента технологии в нотации Бэкуса - Наура выглядит так: «Фрагмент технологии» =

<Имя><Условие примененияхСвязка с потомкамихфрагменты потомки»

«Условие применения» = «Логическое выражение из параметров изделия»

«Связка с потомками» = И/ИЛИ/ПОДСПИСОК «Фрагменты потомки» = < Фрагмент технологии >* На рис. 2 представлено простейшее А-дерево технологии изготовления судовых деталей, состоящее из трёх уровней. Квадратные блоки описывают вершины дерева {»}, ромбовидные блоки описывают связки между вершинами {вк}.

Рис. 2. А-дерево технологии изготовления судовых деталей.

Корнем А-дерева является фрагмент Технология корпусной детали, конкретизируемый через связку ИЛИ двумя фрагментами: Технология листовой

детали и Технология профильной детали. В свою очередь каждый из этих фрагментов через связку И конкретизируется другими фрагментами технологии.

А-дерево обеспечивает возможность извлечения рабочего ТП для конкретного изделия по параметрам изделия и параметрам производственной системы. Для того, чтобы обеспечить возможность синтеза рабочего ТП, необходимо для каждого фрагмента технологии определить условие его применимости. Это условие есть логическая функция, операндами которой являются значения параметров изделия и значения ресурсов производственной системы.

На рис. 3 представлено А-дерево технологии изготовления судовых деталей с условиями применимости некоторых фрагментов технологии. Условия применимости заданы овальными блоками. Связки задают способ конкретизации фрагмента его фрагментами-потомками. Связка ИЛИ обеспечивает возможность задания вариантов технологии. При наличии связки ИЛИ фрагмент-родитель конкретизируется одним из его фрагментов - потомков. Связка И описывает конкретизацию фрагмента-родителя списком фрагментов-потомков. При этом порядок И - потомков важен, т.к. он оказывает влияние на порядок технологических операций в итоговом технологическом процессе.

Рис. 3. А-дерево технологии изготовления судовых деталей с условиями применения фрагментов технологии.

Процедура вывода рабочего технологического процесса из А-дерева технологии.

А-дерево технологии является экономичным формализмом представления всех вариантов технологии изготовления изделий некоторого класса. ТП изготовления конкретного изделия состоит из списка терминальных вершин А-дерева, являющихся технологическими операциями (ТО). Информация о последовательности исполнения ТО представлена в А-дереве в виде упорядоченности И - фрагментов технологии одного уровня. Помимо этого, упорядоченность фрагментов верхнего уровня наследуется фрагментами нижнего уровня. В результате ТП изделия, полученный из А-дерева, будет не просто набором, но правильной последовательностью технологических операций.

Основное утилитарное назначение А-дерева - обеспечение генерации рабочих технологических процессов для конкретных изделий с учётом ограничений производственной системы. ТП изделия поручается в результате рекурсивной процедуры извлечения подграфа А-дерева по условиям применимости фрагментов технологии. Концевые вершины, принадлежащие А-дереву, представляют собой решение задачи синтеза.

Процедура синтеза технологического процесса конкретного изделия на основе А-дерева технологии представляет собой универсальный рекурсивный алгоритм. Предполагается, что имеется полное описание структуры и параметров изделия, а также описание производственной системы. Процедура состоит в проектировании искомого технологического процесса сверху вниз. В качестве исходного техпроцесса берётся вершина А-дерева технологии (рис. 3). При этом ТТП будет состоять из единственного фрагмента технологии Технология дли корпусной детали. Используя связку корневого фрагмента технологии ИЛИ, определяются его непосредственные потомки. Они замещают исходный фрагмент технологии в соответствии со связкой, соединяющей их с исходным фрагментом. Процедуру замены в ТПП одного фрагмента технологии его непосредственными потомками назовём конкретизацией. Конкретизация определяется типом связки и условиями применимости фрагментов-потомков. Если фрагмент технологии связан с конкретизирующими его фрагментами связкой И, то он заменяется всеми этими ФТ. При этом условия применимости всех фрагментов должны удовлетворяться. Если условие применимости, хотя бы одного И - потомка, не выпопняется, конкретизация считается неудачной. Если фрагмент технологии связан с конкретизирующими его фрагментами связкой ИЛИ, то он заменяется одним из этих ФТ, имеющим выполняемое условие применимости. Если условие применимости, ни одного ИЛИ-потомка, не выполняется, конкретизация считается.не-

удачной. Если фрагмент технологии связан с конкретизирующими его фрагментами связкой ПОДСПИСОК, то он заменяется только теми конкретизирующими ФТ, условия применимости которых выполняются для конкретного изделия. В процессе конкретизации число фрагментов, составляющих текущий технологический процесс, растёт, фрагменты становятся всё более конкретными. Рекурсивно выполняя конкретизацию, мы приходим к последовательности ФТ, состоящей из рабочих технологических операций, т.е. получаем рабочий технологический процесс изготовления изделия. После этого процедура синтеза ТП заканчивается. Если конкретизация какого-либо фрагмента технологии оказывается неудачной (эти случаи для различных типов связки ФТ описаны выше), делается возврат по А-дереву к ближайшему ИЛИ - альтернативному фрагменту, и предпринимается попытка новой конкретизации. При невозможности найти непроверенную ИЛИ - альтернативу, процедура синтеза для данного изделия заканчивается неудачей.

Причиной неудачи могут быть значения параметров изделия или исчерпание ресурсов производственной системы. Изготовление изделия по полученному ТП сопровождается расходом ресурсов производственной системы, и этот факт влияет на выбор технологии изготовления следующих изделий. Описанная процедура извлечения ТП из А-дерева, является эвристической, она не гарантирует получение оптимального по стоимости комплекта технологий. Получаемый результат - доказано исполнимый в данной производственной среде. Ценность описанной процедуры - в её универсальном характере, независимости от конкретного производства и типа изделия.

Конечной целью работы технолога является создание технологических процессов для всех изделий запуска на плановый период с учётом ресурсов производственной системы. Спроектированные таким образом ТП смогут составить обоснованный план работы цеха. В реальной практике ТПП технологические процессы создаются технологом независимо, на каждое изделие, без точного учёта ресурсов производственной системы.

Схема синтеза ТП для группы изделий представлена на рис. 4.

Рис. 4. Схема синтеза технологических процессов для группы издепий.

Блок №1 Формирование пула изделий. Из САР-системы импортируется спецификация изделий запуска и технологические параметры изделий. Эти данные и составляют пул изделий запуска.

Блок №2 Описание фонда ресурсов цеха на плановый период. Выбор критерия расходования ресурсов. Фонд ресурсов цеха определяет:

- фонд времени всех единиц цехового оборудования на плановый период;

- фонд времени трудовых ресурсов цеха на плановый период; По каждой рабочей специальности задаётся количество человеко-часов;

- фонд оснастки;

- фонд расходных материалов в единицах расходных материалов;

Критерий расходования ресурсов диктует правила выбора оборудования при наличии технологических альтернатив (фрагментов технологии, объединённых связкой ИЛИ в А-дереве). Эти правила могут:

отдавать предпочтение определённому виду оборудования;

отдавать предпочтение самому дешёвому варианту технологии;

обеспечивать равномерную загрузку оборудования;

Блок N93 Синтез технологического процесса изделия. Выполняется синтез ТП выбранного из пула изделия с учётом критерия расходования ресурсов. Блок №4 Корректировка фонда ресурсов цеха. После синтеза очередного ТП израсходованные ресурсы вычитаются из наличных ресурсов цеха. Блок №5 Отчёт о синтезе ТП всех изделий пула. В результате всего цикла формируется база данных синтезированных технологических процессов. Вполне возможно, что для некоторых изделий не удалось получить ТП. Формируется сводный отчёт, содержащий информацию о полученных ТП, израсходованных ресурсах цеха, неудачах синтеза. Отчёт используется для ручной корректировки ТП.

В третьей главе описана программная реализация САМ-систем проектирования технологических процессов сборочно-сварочного и корпусообраба-тывающего производства, выполненная автором в отделе информационных технологий ФГУП ЦНИИТС в 2000-2008гг. Функциональная схема САМ-системы АВТОТЕХНОЛОГИЯ - КОРПУСООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ПРОИЗВОДСТВО представлена на рис. 5. Описаны все компоненты САМ-системы: база данных Технология корпусообрабатывающего производства верфи в нотации ЮЕПХ, схема которой представлена на рис.6.;

редактор знаний технолога по синтезу технологического процесса судовой детали;

генератор рабочих технологических процессов. Приводятся образцы выходной документации обоих САМ -систем;

интерфейс пользователя.

Рис. 5. Функциональная схема САМ- системы АВТОТЕХНОЛОГИЯ - КОРПУСООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ПРОИЗВОДСТВО.

Тоттстгоя

Тур«Ор*г«

ИТур*Ор#г

ВЬолМал*

Тур»Ргьс<

•—т*

кЛУрвРгос

ИТур*Ор*|{РК) Мот*

Ресурсы тшюао* тамюпотчасю*

ИЯюОраг

ЙТур^Ор* (РК) Кат*

ТураЧм

ЦпК

-т-

I

Ноцимцтиап1шмш

I <УмЬСюч«и

¡ЛИоЛСолМп!

¡¿ТураОраг (Нд НиШхг СаЛ №гт

Домрою оцш рнбо1»*

:иа»ТасЬпс1ову

¡¿Рид

№м

1«чк

См««

0|Н(1г«п

Рабочая технология деталей запуска

гизулнвтсжте»)

Рабочий пхиологачасяи* операции

УУОШОрм! _

Рабочие гекноиотчасм» процессы

МУикОр«

кЕ<1ифОр*г(РК) ¡ЛМикТРГЮ ОгййпУЛР МмкСопш«

УУмИТР

—-«

ЮТоАТР ,___J

«|Р*1 (РК)

Ресурсы рабочих пмюлопгмских оперений

"Г

(РК) кМаАОрт (РК) ьмп

Пиидишинмя м .

Гдшнщы цахоаог» аборудоааиш

Ес^рОШ» Пламоаыа ресурсы цажоамо

' Ь&цярЦг* | вборудомим

вЬюШитЬ* ЗДорЫ*

РгераЛ»! -?

йКа»Ор»г (РК) •ит

~1

----

] твкмомммчаата | опвряцмм цяяоеого 1 оборудмаамя

ЕдтрМШсОрчч

и£<|шрОр§г

к$Тур®Ора( (РК) кЕчшрЦп* (РК) Кали

Особашюсте асрлусаой детали

Слрааочиик яарамегрое детали

Уат*Кс>юп

|5РМРм1и1#Х- _Г

Ним

г-

Заауск дегепеЯ

1аипс>>Ра<1» АОРшЛ

¡¿РмшОюйоп

к*Ра/1Р»аШга (ПС) Мат«

СоЛ Тур» ЦпИ

| Параметры кораусмой

I

I

ЙРиЦРК) ЙРвгатОаюп {РК) УаЬя

Рис. 6. Схема Базы данных ТЕХНОЛОГИЯ КОРПУСООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА ВЕРФИ.

В четвёртой главе описываются результаты внедрения САМ-систем проектирования технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производства на верфях России. САМ-система проектирования технологии корпусообрабатывающего производства была внедрена на следующих верфях:

ОАО СЗ «Северная верфь», Санкт-Петербург;

ОАО «Зеленодольский СЗ им. А.М.Горького», Зеленодольск;

- ОАО «Окская судоверфь», Навашино;

- Верхнекамский судостроительный комплекс, Пермь.

Внедрение САМ-системы проектирования технологии корпусообрабатывающе-го производства обеспечило:

- сокращение числа технологов корпусообрабатывающего цеха с 5 до 1 человек;

- сокращение числа нормировщиков корпусообрабатывающего цеха с 6 до 1 человека;

- улучшение качества технологических процессов за счёт их доказанной реализуемости на цеховом оборудовании;

САМ-система проектирования технологии сборочно-сварочного производства была внедрена на ОАО «Зеленодольский СЗ им. А.М.Горького», Зеленодольск, а также использована в учебном процесс кафедры сварки СПбГМТУ (курс проектирование технологии секционной сборки судна).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Поставленная цель работы - повышение качества технологических процессов

КОП и ССП за счёт обеспечения адекватности технологических процессов конструктивным особенностям изделий и рациональной загрузки оборудования - достигнута.

2. Разработано формальное описание проектных процедур формирования техно-

логических процессов для деталей и сборочных единиц в судостроении.

3. Разработано представление проектных процедур генерации технологических

процессов формализмами искусственного интеллекта.

4. Разработан алгоритм синтеза рабочего технологического процесса изготовления

судового изделия на основе параметров изделия и базы знаний по технологии.

5. Разработаны теоретические основы программного обеспечения для автоматизи-

рованной системы проектирования технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производств, функционирующих на основе представления знаний.

6. На базе разработанных теоретических моделей созданы три САМ-системы про-

ектирования технологических процессов судостроительных производств -корпусообрабатывающего, сборочно-сварочного и трубообрабатывающего, содержащие возможности синтеза технологии.

7. Разработанный метод представления и использования технологических знаний

легко распространяется на любое производство, где технологический процесс может быть представлен последовательностью операций.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Кузнецов A.A. Универсальный генератор технологических процессов. Журнал «Судостроение» №2, -СПб., 2005.- с.58-60 (рекомендовано ВАК).

2. Кузнецов A.A., Новожилов Н.З.Проектирование технологических процессов сбором но-сварочного производства в системе «Ритм-судно». Журнал «Вестник технологии судостроения» №14, -СПб.'.ЦТСС, 2006.-С.57-60.

3. Близнюк И.В..Кузнецов A.A., Новожилов Н.З., Решетников В.В. Вопросы внедрения модуля СБОРКА-КОРПУС системы «Ритм-судно» на верфях отрасли. Журнал «Вестник технологии судостроения» №15, -СПб.'.ЦТСС, 2007.-С.36-38.

4. Близнюк И.В., Кузнецов A.A., Кучмель В.И. Проектирование технологических процессов трубообрабатывающего производства верфи в системе «Ритм-судно». Журнал «Вестник технологии судостроения» №16, -СПб.:ЦТСС,2008.-с.116-117.

5. Кузнецов A.A., Новожилов Н.З., Плотников A.M. Развитие специализированной судостроительной системы «Ритм-судно» для автоматизации технологической подготовки предприятий отрасли. Журнал «Вестник технологии судостроения» №16, -СПб.:ЦТСС, 2008.-С.103-105.

6. Кузнецов A.A. Учёт ресурсов корпусообрабатывающего цеха при проектировании технологических процессов изготовления судовых деталей. Материалы конференции МОРИНТЕХ- 2008, СПб.: НИЦ «Моринтех», 2008.-C.126-128.

Помимо этого содержание теоретических положений, полученных в диссертации, описано в отчётах по НИР:

1. Отчет о НИР «Разработка автоматизированной системы проектирования технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производств на основе трехмерной электронной модели корпуса», ГКЛИ.3110-045-2005,шифр «Продвижение».

2. Отчёт о НИР «Исследование, разработка теоретических основ и создание автоматизированной системы проектирования судов, технологической и организационной подготовки постройки судов», ГКЛИ-3120-001-98, шифр "Электрон".

Лицензия ЛР №040804 от 06.03.97 Подписано в печать 14.05.09 Формат 60x84 1/16 Усл. Печ. Л. 1.0 Тираж 60 экз.

Отпечатано в ОАО ЦТСС. 198095, Санкт-Петербург, ул. Промышленная, д. 7.

Глава 1 Анализ методов проектирования маршрутной технологии деталей и сборочных единиц.

1.1 Введение.

1.2 Теоретические основы автоматизированного проектирования маршрутных технологий.

1.3 Обзор промышленных реализаций САПР маршрутной технологии в машиностроении, авиастроении, судостроении.

1.4 Специфика технологии судостроения.

1.5 Методы проектирования технологических процессов в судостроении.

1.6 Обзор представления знаний в системах искусственного интеллекта.

1.7Исследование влияния параметров листовой корпусной детали на технологию её изготовления.

1.8 Выводы

1.9 Постановка цели и задачи исследования

Глава 2 Разработка модели знаний технолога-корпусника, обеспечивающей синтез маршрутной технологии изготовления деталей и сборочных единиц.

2.1 Общие положения.

2.2 Модель корпусного изделия.

2.3 Модель типовой технологии изготовления изделия.

2.4 Модель ресурсов технологии

2.5 Модель знаний о синтезе рабочей технологии.

2.6 Процедура вывода рабочего технологического процесса из А-дерева технологии.

2.7 Методика построения А-дерева технологии

Глава 3 Программная реализация САМ-систем проектирования технологических процессов сборочно-сварочного и корпусообрабатывающего производства.

3.1 Общие положения.

3.2 САМ-система проектирования технологии корпусообрабатывающего производства

3.3 САМ-система проектирования технологии сборочно-сварочного производства.

Глава 4 Результаты внедрения САМ-систем проектирования технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производств на верфях России.

4.1 Общие положения.

4.2 Результаты внедрения САМ-системы проектирования технологии корпусообрабатывающего производства

4.3Расчёт экономического эффекта САМ-системы проектирования технологии корпусообрабатывающего производства.

4.4 Результаты внедрения САМ-системы проектирования технологии сборочно-сварочного производства.

ВЫВОДЫ.

Согласно ГОСТ 14.004-83 технологическая подготовка производства (ТПП) это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства. Основной задачей ТПП, является разработка технологических процессов на постройку судна, в том числе новых, а также типовых на основе многократно проверенных процессов [1]. В соответствии с ГОСТ 14.301-83, сущность задач, сгруппированных в функцию РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, заключается в определении способа и последовательности изготовления объекта в условиях конкретно заданной производственной системы.

С появлением информационных технологий, в 70-х годах прошлого века, в машиностроении, авиа и судостроении появились АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА, призванные решать задачу проектирования маршрутной технологии с применением ЭВМ. Рассматривая историю автоматизации технологической подготовки, можно выделить следующие этапы решения проблемы автоматизации ТПП.

1 этап (1960-1970гг) характеризуется выполнением экспериментальных работ, показывающих возможности решения задач технологии с помощью ЭВМ.

2 этап (1970-1980гг) В эти годы под руководством группы ученых: Н. Г. Бруеви-ча, Г. К. Горанского, Н. М. Капустина, С. П. Митрофанова, В. В. Павлова, В. Д. Цветкова были созданы научные школы, поднявшие разработку теоретических основ автоматизации технологической подготовки производства на мировой уровень. На базе теоретических исследований в ведущих по данной проблеме организациях (ИТК (Минск), НИАТ (Москва), ЛИТМО (Ленинград), ЦНИТИ (Москва), МАИ (Москва), МВТУ (Москва) и ряд других) были разработаны и внедрены комплексы автоматизированных систем технологического назначения. Системы создавались сначала для ЭВМ серии "Минск", и далее, по мере смены поколений ЭВМ, был осуществлен переход на ЕС ЭВМ. В разработанных системах преобладали системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) и средств технологического оснащения (САПР СТО).

Эти годы отличаются большим количеством работ по проектированию локальных систем АСТПП: системы проектирования технологии обработки на станках токарной группы, холодной штамповкой, на сверлильных и фрезерных станках. Для разработанных систем характерны большая сложность алгоритмов и программ, большой объем нормативно-справочной информации, которую необходимо хранить в памяти ЭВМ. Решение задач на ЕС ЭВМ обычно выполнялось в пакетном режиме, при этом быстродействие при решении технологических задач было недостаточно высоким. Из-за высокой стоимости часа работы на ЕС ЭВМ стоимость спроектированных технологических процессов была высокой. Полиграфическое качество документов, выводимых на алфавитных цифровых печатающих устройствах, было весьма невысоким, что вызывало трудности с их размножением. Из-за этих факторов существующие ЭВМ оказались малопригодными для решения технологических задач.

3 этап (1980-1990гг) характеризуется расширением фронта работ по автоматизации решения технологических задач. Этому способствовали два обстоятельства. Во-первых, проведение массовых работ по проектированию и внедрению АСУП на предприятии с различным характером производства, требовало автоматизации решения отдельных задач технологического проектирования. Во-вторых, проведение больших работ по стандартизации процедур и программ обработки информации и появление работ по формализации алгоритмов принятия решений в технологических задачах. Работы по автоматизации технологического проектирования характеризуется направленностью на условия предприятия, где предполагалось внедрение системы. В эти годы был осуществлен постепенный переход на СМ ЭВМ, что позволило организовать решение технологическим задач в режиме диалога и отказаться от ввода данных с помощью перфокарт и перфолент.

4 этап (с 1990гг) характеризуется работами по созданию комплексных систем АСТПП, основанных на использовании единой системы кодирования и единого математического обеспечения. Широкое распространение относительно недорогих персональных ЭВМ дало возможность поставить ПЭВМ на стол каждого технолога и установить на ней САПР ТП, соответствующую данному предприятию. Очередная смена поколения ЭВМ и переход на персональные ЭВМ потребовала серьезных вложений в создание новых систем. Однако изменение в 90-х годах экономической обстановки в стране и отсутствие должной государственной поддержки не дали возможности быстро осуществить полноценный перевод САПР ТП на персональные ЭВМ и реализовать новые идеи, накопленные на основе анализа результатов функционирования промышленных САПР ТП.

Выводы

1. Впервые в судостроении разработаны методы представления и использования технологических знаний, дающие возможность выполнять синтез технологических процессов корпусных конструкций с обеспечением рациональной загрузки оборудования;

2. Правильность полученных научных результатов подтверждена успешным внедрением разработанных САМ-систем на четырёх судостроительных верфях;

3. Разработанный метод представления и использования технологических знаний легко распространяется на любое производство, где технологический процесс выражается последовательностью операций.

Существуют два способа проведения таких заключений: прямые выводы и обратные выводы. В прямых выводах осуществляется продвижение к поставленной цели с последовательным применением правил к данным (фактам), которые применяются за отправную точку. В прямых выводах выбирается один из фактов, содержащихся в базе данных, и если этот факт согласуется с посылкой правила, то из правила выводится соответствующее заключение (факт), и помещается в базу данных. Такие выводы называются выводами, управляемыми данными. Выводы, при которых процесс движется в направлении от поставленной цели к отправной точке, называются обратными. Процесс таких выводов начинается с поставленной цели. Выбирается правило, заключение которого согласуется с целью. Посылка этого правила принимается за подцель, или гипотезу, подтверждение которой ищется в базе данных и базе правил. Этот рекурсивный процесс поиска «вспять» продолжается, пока не будут найдены правила, подтверждаемые исходными фактами.

Представление знаний с помощью продукционных правил весьма просто, а выводы, выполняемые на основе правил ЕСЛИ-ТО, легко понимаемы на бытовом уровне. Но даже если решаемая проблема является простой, гарантировать целостность и непротиворечивость всех правил сама продукционная система не может, это может только человек-эксперт, наполняющий систему правилами. Эффективность продукционной системы резко снижается с увеличением количества правил. Для ускорения вывода могут потребоваться мета - правила, управляющие последовательностью выбора правил из базы знаний на основе каких-либо эвристик. Впрочем, технологические базы знаний в судостроении не слишком объёмны.

Для проектирования маршрутной технологии необходимо предусмотреть средства представления последовательности обработки.

Фреймовые системы

Фреймовая система является методом представления знаний, основанным на теории фреймов, опубликованной М.Минским в 1975 году [11], как один из научных подходов, пригодный для понимания сцен и повседневной речи. Во фреймовой системе единицей представления знаний является фрейм. Фрейм является объектом, представляющим некоторую конкретную ситуацию, которую можно описать некоторой совокупностью понятий и сущностей. В современном объектно-ориентированном программировании этому понятию соответствует понятие класса. Фрейм имеет определённую внутреннюю структуру, состоящую из множества элементов, называемых слотами, которые описывают данные или процедуры, относящиеся к фрейму. Одной из характерных особенностей представления фреймами является возможность описания наследования. Значения слотов фреймов, находящихся в иерархических отношениях 18-А или РАОТ-ОЯ могут наследоваться по специальным правилам, что позволяет уменьшить объём опи

65 сания сложных объектов (миров). Фреймы, описывающие некоторую предметную область, всегда имеют уникальные идентификаторы, могут ссылаться друг на друга. Специфической функцией во фреймах является демон. Демон является автоматически запускаемой процедурой, когда в его слот вводится некое значение. Процедура изменяет значения других слотов текущего или другого фрейма. Тем самым управление выводом может быть передано в другой фрейм. Таким образом, каждому из фреймов задаются определённые обязанности, и обеспечивается согласованное решение проблем с помощью демонов в заранее распределённом диапазоне обязанностей. Ответственность за правильность обработки знаний возлагается на программиста. По существу это почти не отличается от объектно-ориентированного программирования.

Все описанные выше формы представления знаний пригодны для описания технологических объектов. Каждая форма может быть получена из другой без потери информации. Различные формы отличаются управлением выводом новых знаний. В случае знаний фреймами вывод полностью возложен на программиста. Наиболее развит теоретический фундамент вывода у логики предикатов. Но, как показывает практика машиностроения с ростом размера технологической системы, описанной в логике предикатов, управляемость её резко падает. Проблемой остаётся необходимость программирование логического вывода, который в логике предикатов является специфическим для каждой частной задачи.

По-видимому, наиболее адекватной структуре технологического знания является продукционная модель, описывающая и технологические объекты и выводы в виде правил ЕСЛИ-ТО. Её преимуществом является универсальность и однородность представления знаний, а также и полностью формализованный вывод, алгоритм которого не зависит от конкретной задачи. Использование продукционной модели представления знаний позволит обеспечить масштабируемость системы проектирования маршрутной технологии, придать ей черты экспертной системы, т.е. снабдить её лёгким интерфейсом ввода и отладки знаний, системой объяснения получаемых маршрутов.

1. Риммер А.И. Подготовка производства в судостроении. Л.: Судостроение 1976, 254с.

2. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / Под ред. чл.-корр. АН БССР Г.К. Горанского. М.: Машиностроение, 1976, 240с.

3. A.B. Алексеев и др. Интеллектуальные системы принятия проектных решений и.- Рига: Зинатне, 1997.

4. В.В. Веселков Решение задач технологической подготовки производства с помощью ЭВМ. Автоматизация технологической подготовки корпусообраба-тывающего производства. ЦНИИ «РУМБ»,обзоры по судостроительной технике, 1989, 93 с.

5. Б.Е.Челищев Автоматизация проектирования технологии в машиностроении М.: Машиностроение, 1987, 264с.

6. Павлов В.В. О математическом моделировании дискретного производства / Информационные технологии, 1995, № 1. с. 15-19.

7. Цветков, В. Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов, Минск: Наука и техника, 1979, 261с.

8. Головченко B.C. Научно-техническое развитие сварки судовых конструкций // Технология судостроения №8. С. 59-62

9. В.Д. Горбач, B.C. Головченко Автоматическая дуговая сварка с ЧПУ судовых конструкций, Издательство «Судостроение», 2004.

10. С. Осуга Обработка знаний Москва, «Мир», 1989.

11. М. Минский Фреймы для представления знаний. М., 1979.

12. Евгеньев Г.Б. Системология инженерных знаний. М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001, 376с.

13. Кондаков А.И. САПР технологических процессов. М. Издательский центр «Академия», 2007, 272с.

14. Маклаков C.B. Моделирование бизнес-процессов, ДИАЛОГ-МИФИ, 2002, 224с.

15. Арью А.Р. Комплексная подготовка производства в судостроении, -Л.: Судостроение, 1988, 336с.

16. Павлов В.В. Структурное моделирование в CALS-технологиях, М.: Наука, 2006, 307с

17. Цветков В.Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов. М. Машиностроение, 1972, 240с.

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

19. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов. М., Радио и связь, 1989, 184с.

20. Системы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов в машиностроении , Под общей редакцией Р. Аллика 1986, 319с.

21. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества М, Машиностроение, 1988, с.29-32.

22. Джорж Ф. Люгер Искусственный интеллект. Стратегии и методы решения сложных проблем. М.: Издательский дом «Вильяме» ,2005, 864с.

23. Технология судостроения. Учебник для вузов, под редакцией А.Д. Гармаше-ва, «Издательство Профессия», Санкт-Петербург, 2003г.

24. ГКЛИ-3120-001-98 Отчёт о НИР «Исследование, разработка теоретических основ и создание автоматизированной системы проектирования судов, технологической и организационной подготовки постройки судов», шифр темы "Электрон".

25. ГКЛИ-0303-290-89 Сварка механизированная дуговая в углекислом газе конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Укрупнённые нормативы времени на единичное и мелкосерийное производство.

26. А.Н. Божко, А.Ч. Толпаров Структурный синтез на элементах с ограниченной сочетаемостью http://www.techno.edu.ru: 16001 /сИэ/тэдЛ 3845.html

27. Отчет о НИР «Разработка автоматизированной системы проектирования технологических процессов корпусообрабатывающего и сборочно-сварочного производств на основе трехмерной электронной модели корпуса» ГКЛИ.3110-045-2005,шифр «Продвижение».

28. Отчёт о НИР «Исследование, разработка теоретических основ и создание автоматизированной системы проектирования судов, технологической и организационной подготовки постройки судов», шифр темы "Электрон". ГКЛИ-3120-001-98.

29. ЗЗ.ОСТ5Р.9091 -2002 Стандарт отрасли. Детали корпусные судовые стальные. Технические требования к изготовлению.

30. РД5.95079-91 Технология изготовления стальных деталей корпусов судов и других металлических сварных конструкций.