автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:САПР технологических процессов на основе функциональных семантических сетей

Саккт-Явтерёургаий Государственная Технический Университет

На правах рукописи

СОКОЛОВ Владмф Владимирович

САПР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СШАНТИЧРШЙ СЕТЕЙ

05.13.12 - Системы автоматизированного проектирования

АБТОРЕФЕРА Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1992

Работа выполнена в Республиканской Центре С.чЦР навивостроевия а приборостроения при Рижской Технической Университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, главный научный сотрудник

араИс е.а.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор КАМАЕВ В,А. кандидат технических наук, лауреат Государственной прении СССР ОРЛОВСКИЙ Г.в.

Ведущее цредпраятюе: Московский научно-исследовательский радиотехнический институт.

Защита состоится заседании специализированного совета ■„ ОС? 1

К ОЬЗ.ЗВ.^г?

в Санкт-Петербургской Государственно?. Технической Университете по адре. 195251 Санкт-Петербург, Политехническая уя,29 88$

Отаиьы И1>*с'АЛа'1ь в Дьух экземплярах с подписью, завоженной печатью.

С диссертацией можно ознакомиться в Оиол».от«ке инсчитута. Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

ЧЕСНОЕОВ Н.В.

ОИЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 1ЛШ11

Актуальность проблемы. Процосс осьоошя, ^аготоьлеш,я и

дарнизацш изделий новой техники связан с большим объемом работ > технологической подготовке производетва, Б настоящее Bptiiv.ii на эадориятиях существует проблема подготовки производства к выпус-I новых" изделий е сжатие сроки. Она стоит особенно остро на пред-лштиях оборонно1'о комплекса в связи с конверсией, требующей бн-грого перехода к вшуску изделий, значительно отличающихся от выискавшихся ранее.

Б решении этой проблема наметилась тенденция системного прп-эненпя методов автоматизации ла база сБ'Л. Разработка и внедрение истем автоматизированного проектирования позволяет существенно ократить цикл, снизить трудоемкость, повысить качество техиоло-ической подготовки производства ДГШ/.

Внедрение вычислительной техники требует больших средств, потому необходим комплексный подход к решению задач ТПП - таких, :ак проектирование технологии, разработка управляющих программ 1яя станков с числоеым программным управлением, нормирование трудоемкости изготовления деталей, расчет основных л вспомогательных «атериалов, передача необходимых технологических данных в АСУ фвдириятия и др. От автоматизированных систем ТИП требуется, что-5ы они выполняли проектирование и нормирование технологических процессов одновременно по всем производства!;, на предприятии - начиная от заготовительного, механообрабатывающего цехов и кончая сборочными.

В силу качественного отличия технологических процессов для ¡различных производств, многообразия существующих подходов к проектированию техпроцессов, разнообразия обрабатываемых деталей, отличий парка оборудования, установленного на различны*, иредпрюп ¡¿-

ях, тиражируемая САПР технологических процессов должна обладать высокой адаптируемостью к условиям конкретного предприятия. Для .успешного Енедрения от комплексной САПР ТП требуется наличке "ин-. $ормационно открытой" системы, адаптация которой ocymeciь'а.о'ася г основном силами специалистов самого предприятия - инженером-'! ех-нологов, нормировщиков труда, нормировщиков материалов, работников АСУП и т.н. При этом для ведущих технологов и нормировщиков ■ должна бить обеспечена возможность вводить в систему свои знания и накошенный опыт о разнообразных методах проектирования и нормирования технологических процессов. Таким образом, САПР 1'П должна быть ориентирована на обработку инженерных знаний.

Состояние допроса. В трудах таких советских ученых, как • Г.К. Горанский , II.У. Капустин С.II. Митрофанов , В.В. Павлов , В.Д. Цветков , Е.Е. Челкщев и других, билк заложены научные основы проектирования технологических процессов обработки и сборки. Однако вопросам инвариантного /относительно видов производств/ представления информации, которая необходима длл синтеза технологических процессов изготовления и сборки различных классов деталей, расчета норм времени и венокогателышх иатериалов в адаптированных САПР ТП уделялось недостаточно внимания в литературе. Не поднимались вопросы построения инвариантных интерфейсов САПР 111 -АСУ, способных настраивать ки$ор1.ацши, генерируемую в технологической САПР, it многочисленным типам АСУ,

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является ¡'аз-работка нет ода совместного представления в САШ1 ТП знании технологов, )»|w.r.] окциков труда и ь-атериалои пры.енитолыю к широкому кругу сборочных к ос^иоатйваыплх производств. Стот ¡.етод дслхен быть реализован ь ра...ках универсальной САШ' 'ill, осуществлявши синтез 'н-хнелоп.чееккх «T-cuecci-D, j аэработку yi¡( «иуяиикх х^грыд." •

1ля координатло-револьгерних прессов с числовым программным yii— laïuieiniP!»', недодачу ип^ергацин о спроектированных техпроцессах s АСУ.

Для достижения постаалenmil цели решены следующие задачи:

- разработан новый метод совместного представления знаний ин-женоров-технологов и нормировщиков с помощью функциснальних семантических сетей ДОС/;

- разработано программное обеспечение вычислительного ядра универсальной САПР ИЗ, которое обрабатывает 'ТСС ;

- разработаны штематичоекке модели процесса обработки ФСС, позволяющие анализировать эффективность работы вычислительного ядра на cBiä с ограниченными pecypcaw.ii /персональных ¡Ж и мпнп-Ж',/, осущестатять адаптацию структуры многоразовых программ к статистическим характеристикам ФСС;

- разработана мс/одика перехода к автоматизированному цроекти-porviii,», материальному и трудовому нормированию технологических процессов па основа ÜCC для различных предприятий;

- разработаны базы знаний на основе 2СС, позволяющие осуществлять синтез технологических процессов для различных производств

Автор запшчаот :

1. Новый r/етод совместного представления знании вняенеров-тех-цолегев, кормит овщжов труда и материалов, основанный на ^ункци-ональннх семантических сетях в универсальной САШ' технологических процессов;

Способы задания сценария диалога, описания <jop« проектируемых документов, от ) едрлепия интерфейса с АСУП в САПР ÏII, нозво-•яадко адаптировать систему к условкчл газлкчннх предприятий;

3. Г:рогра',';:.поо обеспеченно универсальной СДПГ тхиелоппсс-кву процессов "lexnoJior-i'C", осзлдествлящое обработку шшонернип знаний, предстакпенних с и^-.пньи <1СС;

- В -

4. Стохастические модели вычислительного ядра САПР ТП, с пс копило которых осуществлялась одоитадкя структуры многоразовых X'ptuii к статистически; характеристикам ФСС;

5. Методику поэтапного Епсд ения автоматизированного проект гаппя технологических процессов на оснобо ФСС;

С. Гетсдн синтеза /технологических процессов дм различных п взЕсдств /сборки узлов на печатных платах, изготовленья подлой печатных плат, сборки жгутов, слесарно-иеханкческой обработки, несения гальванических и лакокрасочных искрыткй/, трудового е : тершйьиого пог\-:;роваш.я, а пшсхе р-израОстки управлянодх uporp. да,я ксордашико-рргсльвсгних прессов о ЧПУ совуестно с сыггеза техлрсгессгв.

Мечодн ис<уелогг>вкя, II: : гш1слиею.Е д^ссер'.'шионной работы использовались метода теории множеств, теории громов, теории cî те^ кассового обслуживания, математической лингвистики, а твдш слетеиты системотехники. Б прикладной части использовались мете вычислительной г.'атематы:и к структурного программирования.

Научная новизна..

1. Разработан повыН ь.етсд совместного представления знаний ниже неров-технологов, норглировадаков труда и материалов на основе фу пиональннх се\;антЕческиг сетей в универсальной САПР технологиче ких процессов.

'¿. Разработаны алгоритмы многоуровневой интерпретации функциона них семантических сетей и на этой основе ссудествлвния синтеза технологических прспессов,

3. ГазраСотанк стохастические модели вычислительного ядра САПР 1 iif3Bw«'SBe осуществлять адаптацию структуры г-ногофазевых прогр. к счат/си'чрскш х£.ракто{ котикам CGC.

4. Гаггао'птиш ыетолы синтеза технологических процессов для раз-

у,-дог щгкзгодств, способы трудоюго и »'аторлального нор-

рования технологических процессов и передачи необходимей инфор-даи в АСУП, проектирования управляющих nporpav.i для координат-i-револьверных прессов совестного с синтезом техпроцессов на ¡нове ФСС.

Практическая ценность.

Разработанная САПР 111 "Технолог-20" на персональных LEVi, а шже на мнни-ЕШ, позволяет многократно повысить производитель->сть труда технологов, нормировщиков труда и материалов для раз-1ЧНЫХ видов обрабатывающих и сборочных производств п тек cavuM сократить.сроки 11Ш к выпуску новых изделий. , Разработанный интерфейс САПР ТО с АСУП позволяет снизить закаты на подготовку, перенос на машинные носители и проверку данах о спроектированных технологических процессах и их передачу в Ш.

. Разработанные с использованием метода ЗСС базц знаний и базы вншх, с помощью которых выполняются синтез и нормирование тех-элогичаских процессов, тгут являться основой для автоматизации ПП на различных предприятиях.

Реализация в промышленности. САШ' технологических процессов Технолог-SO", основанная на представлении инженерных знаний, вне-рена в Московском научно-исследовательском радиотехническое ин-титуте, арендном предприятии "фрунзенский конструкторско-техно-огический институт по кор^оуборочны^ ivaitiiinavi" в г. Ьшкек, иро-зводствеяно,».' объединении "Ко.'/гутатор" в г. Риге.

Внедрение системы позволило сократить'сроки иодгоюиск производства новых изделий, у^енмшть трудосг. кость проект пронация и ;ормироваш:я техпроцессов, uoehcki г качество технологической до-:ументации, укеншить расходы на передачу данных о сщ оекицопан-[нх техпроцессах в АСУП. ,

- в -

Экономический сффект составляет 110 тысяч рублей в год /в г пах до апреля 1591 г./. что подтверждается актами о внедрении.

Реализация ь учебном процессе. На основе метода предсгавл

ния технологических знаний в виде ФСС и САПР "Технолог-ЬО" на ка федре технологии машиностроения Рижского Технического Университе та читается курс лекций "САПР технологических процессов в сашино строении", а также выполняются лабораторные и практические работ на персональных ЭВМ и'мини-ЕЕЛ по специальности "САПР ТП".

Апробация. Основные положения диссертационной работы докла 'давались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Всесокшоя научно-техническая конференция "Методология создания и опыт эксплуатации АСУ в гражданской авиации" /г.Рига, октябрь г./ . /

2. Всесоюзная конференция "Автоматизация проектирования средств технологического оснащения в машиносгроеньи и приборостроении" /г.Рига, ноябрь 1Р88г./ . "и

3. Всесоюзная конференция "Проблемы разработки у, внедрения экспертных систем" /г.Москва, июнь 1989 г./

4. Всесоюзное научно-техническое совещание "Программное обеспечение новой информационной технологии" /г.Калинин, октябрь 1589 г./

• 5. Второй Болгарско-Советский семинар "Автоматизация проектирования: проблемы совместных исследований и подготовки кадров" /г. Варна, 1569 г./

6. Школа программного обеспечения САПР /г.Москва, ВДНХ, сентябрь 19ВР г./

7. Научно-аихиическая конференция "Автоматизация технологического проектирования" /г.Пенза, ноябрь 15В9 г./

8. Школа прог| глхного обеспечения СА11Г /г.Москва, ВДНХ, апрель 1?П г./

С 1ГГГ г. за ; азрабстку уикворсальноЕ САПР III 'Чехнолог-^'С" автор диссертационной работы был награжден серебряной г.едолыо БДНХ СССР.

Публикации. Ее результата!» выюлпенни* исследований опубликовано J-: работ.

Структура п ебт.еу работы. Диссертационная работа состоит из введения, чепц er глав, заключения, списка литературы из i^l

ньикснсвг-кп!': г,. 5 приложений.

(Л:c<?t««s л:ссе[Taiiüi; составляет страницы, ллльст-

рк, yoi ся pr.cyum в к Tbctacnav;; на 4 h страницах; основной текст содержит стрткп, г.аяшкснксисго текста.

Го ггегеамв ебоснсгьиа антуашюсть щ-оо-'^; и, ciорюулирована

цель ü задачи ксследогаиья, с^ерь-улкровош ock-..мшо положения, вн-ncci'.vira па защиту, указаны осношке результаты диссертационной работы, огредьляагке се научную новизну и практическую значимость.

Е первой главе пркгедги обзор ссще\:етого состояния пробле-

мы представления тсхнс/огкческой эт#вг<эдив в адаптируемых САПР технолох'пческих iij опросов. Гасснатриваются методы автоадтизиро-вашюго проектирования технологии, особенности их реализации в интегрировании): САН, способы представления знании в системах, осно-вшшш на новых шТормалиошп» технологиях. Рассматриваются математические модели, используемые для опенки производительности программного обеспечения, с полью г:оЕКч;ен::я с'-истродекствия программ САПР 1Т1 на cE,.i с ограниченными ресурсам:.

Ан&лгзируются тщ иктернке недостатки с)о] г-ализапии технологической ¡.'»Тор/ь-д'ии и ставится задача разработки ясного ьетсда сов-vecTiioi'o прелстивлегаа! знании технологов, нормировщиков трудоемкости и iirjM, Ki errjuaton материалов ири\ енителыю к широкому кругу сборсчнну п. обрабатгригли:: вроизвсдств к его реализации в универ-сш.ыг;< С/.Ш Tt тцглггкчсокы nnriieccci».

, Ео второй главе вводится ключевое понятие функциональной семантической сети, строится система основных определений, описываются принципы построения ФСС и их использования для представление технологических знаний. Излагается механизм вывода на ФСС технолс гическнх решений и приводится алгоритм многоуровневой интерпретации ССС при проектировании технологических процессов.

Предетьменио инженерных знаний с помощью ФСС основано на формализации описания деталей различных классов, технологических операций и переходов при их изготовлении ми сборки, методов нормирования технологических процессов и методов принятия технологических решений. Сушатиональная семантическая сеть 5 состоит из специальны?, образок построенных, вершин сети /V и логических вз киосвязей игезду ниш /ребер сети/: 5 =

Ворсины сети имеют иерархическую ст!>уктуру; ребра являются ориентированными. С помощью вершин сети отображаются типовые элементы и понятия предметной области. Дута сети задает информационные, цЕзические, топологические взаимосвязи между понятиям предметней области. Множество вершин сети N разбиваются ка входньь компоненты К ¿^ , выходные компоненты Тоий, функционалы Ф и две выделенные вершины - входную ¿¿г, /"источник" обрабатываемой информации/ и выходную /"сток" для результатов проектирования/} N-{1 41, К 1п. Множество кходннх ко- ттонеиюв К взаимно однозначно соответствует множеству конструктивных елемептсв /КС/, ез которого стро ятся все детали заданного класса. Используя ноже с т во КЭ, возможно описать любую деталь в виде ссвокупноети элементов - последоваЛ

тельпсстк Ьсп- Каждый входной компонент К ¿л обрабатывает описание- с-' тгетствуи;егс ег.у класса Ко. Множество выходных компонентов 1СиЬ образовало тииовыки технологическими операциями и переходами,

- 11 -

испольнуетли для построения технологических процессов изготовления деталей заданного класса. СпроектдротшшП тех.чо.тохнческий процесс представляется последовательностью образов выходных коупонентов. <! упкцпоналн v представляют собой (¡ормдлизоватшо технологические решения. Каждый входной илп выходной компонент <?¿ задается woiiev /или utnppcv/ , наборов параметров , рлюже-сгвом операций 0 ¿ , текстовой частью , фрагментом сценария и расширением ¿v : í?¿ X¿, Oí, S¡¿, DCt &¿J _ '

Опершей 0¿ , одределеннне на X ¿ , являются уравнениями G7¿ , операциями поиска информации я базе данных 0P¿ , вызовов расчетных i.-одулей 0:.!¿ или оперешшь.и подстановки значений параметров в текстовую часть CSt : 0¿ = ^ОУ, ,CP¿ , Ci.í¿ , ClS¿ j,

Текстовая часть i¿ оиредяляет текст тииг<1г:>о фргяч-.оита выходного декуг/ента /технологического процесса/, в который подставляются значения параметров. ¿раг.уент сценария диалога Л; определяет множество вопросов, подсказок, обращений к справочный таблицам, необходимых для ввода vjulfcpvamiH о данное компоненте в режиме да--алога. Расширения комюнента служат для задания дополнительной ин-ор'у.ании о компоненте - Hanpiuep, его графическое изображении или отдельных кадров управляющей nporpawn для станка с Т1ПУ. Объединение (Yparr/ентсв сценария диалога по всем входным компонентам образует сценарий диалогаD^, для данной 'ТСС:

|.:етсдн проектирования технологических процессов задаются в виде Зункцион&лоц, состоягакх из описаний логических зависимостей vexjsy o6h'í'i..-¡i >.a] whеу иетикауп детали, шодшгак.и в ее состав конструкт и гиг. к г.лс«ептали, 1 синологическим оборудованием, его возтеж-нгсгя.л:, испольауеi ни; »икзркалы'-'д, инструмента.и, оснасткой, а кат?.* едгэт иол ;:ся па пр^лырклкг технологическими традиции..и. Каж-•дьнч 0 yj-iKi'i iiü.f с«-стоит i;n ;.оа"с.югител1.ксст¡i enq ,v»cçop. (.Герате рч; т с.кт* t>p.rt »ртвчсскь» я j-kj ¡лччтг г. /д , 1.рсдутцк< шпл'й

- 1Г -

правилами nina "ЕСЛИ-ТС" F/p t операторами построения п обработки данных во BciiGi.oraTOjiiHou иьшти FL , операторами вызови ьнчис-лителышх процедур Fоператорами поиски информации в базе данных Fр, а танке оиератораьи передачи ш$орг/ацъе в другие boj шины сети /в <1ушшионалц и »иходыне компонент и/ F^ :

Ф = [FA > Fjf, Fi . FM, FP/ _

При необходимости пдыашк. 1'руииы операторов «огут объединяться в "блоки".

Передача ип'цриании vxjiy рорюннар-и ссти с снована на передачу образов компонентов Q¿- их шен и последовательностей л с, состоящих из iveii параметров н их значений: Im(Qi) - ^í [Хс). йуикамшалц ойлыш'оюгея nt4op¡v а«кей таксе со вспологатольной памятью ¿j аш, состоящей из различных пел-оков образов компонентов.

Исходное описание детали, для которой необходимо спроектировать технологический процесс, состоит из описаний конструктивных элементов, принадлежащих различии^ классам, к взаимосвязей ьеаду ними. Для каждого класса ко обрабатывавший его 4ункщ;сш&л сити содержит зшш;а iчтюлегй о ого изготовлении - .оплсанпя последовательности "элементарных работ", которые неос^|да\.о выполнить. Они являются технологически;.1,и операциям: и,перехода,и и задаются в функционалах в виде обр,азов выходных компонентов сети \ou¿ . В спроектированное технологическое процессе все однородные расютк, выполняемые над j aauuv.K Kc-, дожни бить объединены. Для каждого класса КО все работы разбиваются на две группы. К кцжл; груше относятся оперши:« у. иьтехеди, в опкеани. котц.вх ь яы.с.„ виде задаются мдакви^уилшш характеркотики КС. Ко второй группе - операции и uej сходи, itcnjr-pue ихляиюп сх-ащ,- i. дл>. ьог ú ct ix-jfyjn.t.c^ ч КО. В iijípar. tf'i раУ t in.j uuiii и ьц иходоъ xnc-j t-k rpynii» jnt.wHi^'iot

i'íi¡ ;.¡rif ¡ ¡:0'i I.i.i;, l'ii;. .,(•«} (■),{.. Ч I » ,1-lil.f \ l:í-.. ( ,!!..< ( • .i.hV j .»i.

lafu.'ii; i.ipi.i r:,ii.i.i. í, ..?i:j c. Vv.« д. i .д..; ; !•■..<> »•( ,и:»ц

араллельных работ в виде выходных компонентов К 5 и КР функцио-эл Ф описывается с помощью двух груш операторов и :

С^кб ' ^кр). На дугах сети К задаются .функции управле-ия передачей информации между вершинами сети ^(Ю- t-'ни нозволя-г упростить в функционалах структуру управления; использовать ункционалы Ф в качестве сложных "интегрирувдих" элементов дня все-о потока входных данных; задавать правша упорядочивания ко^по-ентов в выходной последовательности •

Интерпретация ССС проходит в несколько этапов и предстаияя-тся в виде распространения "волн возбуждения", которые актьвизи-уют вершины сети согласно их взаимосвязи!»'. - от входных до выходах конпонентов. При s том возбуждение вертки сети nponcxi дпт "пм-ульсно", в соответствии с функциями управления оо;.чнюг iukJoi k.a-ией ьежду вершинами. Каждый функционал многократно aie; пвизкрует-я описаниями конструктивных элеьенчов, находящихся во входном по-оке и порождает "серию импульсов", соответствующих работам после-оЕательного типа. Одновременно во вспомогательной памяти накаливается обобщенная информация о различных классах КО и строятся ножества, описывающие однородные работы для классов КО. Поело кончания обработки потока исходных данных функционалы генерируют :овые "серии импульсов", соответствующие описаниям работ пароллель-:ого типа. Таким образок, на первом уровне Ентерпретацш! iCC осу-[ествляется активизация цепочек из отдельных функционалов и локаль-we технологические решения, полученные в результате их обработки, 'бъединяются в единый параметризованный технологически!: ирсцисс. [а втором уровне интерпретации формируется текст технологического фопесса, выполняются расчеты норм врег^ии, «„атьркалоь и передача [ашшх а АСЛ1,

Структура йСО освобождает пользокаелиИ- (ъмпи^щч.ь в »«,(.-»кроввдкков,) i)i)ii >jo|>wi»JH3WH!H знаний от 1к>об*ид;:-.<.(ли асшыи; ь

явном виде взаимодействия друг с другок различных работ, и шзв' ляет № списывать просктнне решения, не выходя за ратаев своих п] о[есс11оналыиьт понятий.

В третьей главе разрабатываются механизмы настройки вычисл] тельного ядра САШ' Ш, обрабатывающего ФСС, на разнообразные ups метнне области /проектирование техпроцессов механообработки, гаi ваиических и лакокрасочных покрытий, сборки и т.д./ пркменйтелы к условиям различных предприятий. Рассматриваются структура и вс ложности вычислительного ядра САШ' 1П; способы задания сценария диалога, описания форм проектирует»,ых документов. С целью повышения быстродействия САПР' 1П строятся стохастические модели вычислительного ядра, с лог» о лью которых осуществлялась адаптация стру тури глюгосТазовых программ к статистическим характеристикам ÏCC.

САШ' 1TI состоит из базы знаний, содержащей ССС и универсаль пего гымислительного ядра. Функциональные семантические сети являются "гибким" когдюиентоь: САПР ТП. Вычислительное ядро являете, г.нвириантнич к предметный областям, "жестким" компонентом САПР Ï который осутчестЕЛяет логический вывод на семантических сетях. IIa стройку С/ЛР5П производят са/в пользователи систе'/ы; при это», он: описывают в виде ФСС:

- сценарии диалога, в ходо которого будут вводиться описания конструктивных элементов дая деталей заданного класса;

- i.eicjtu прсeKM.poBui:i;H 1 ето.'к гичеекм процессов; типовые те) нслогцуские ошраш:и и переходы; взаимосвязи »'-езду KS и ош гfiirr.j:;- и;

- способы s-aTeptrajiT.nr.ro и трудового нормирования технологических процессов;

- бпгу данных, содержащую Е|формздш о КО л производственной

Cj с.Vf- ;

- er с иь и }••■•» iij гектпруслих т ехимлогачеекпх документов;

- ■■■су ;ги иередомемле лшишх в АСШ.

Вычислительное ядро САПР ТП, основанной на ССС, состоит из яедукщих ин^оруанлоннио связанных подсистем:

1. Диалогового ввода исходной импортации - описания детали.

2. Записи сценария диалога в ГЗ.

3. Интерпретация <КЗС.

4. Записи функционалов в БЗ.

5. Проектирование и нормирование технологических процессов.

6. Генератора форм выходных документов.

7. Записи в £Д технологических операций и переходов, способов трудового и катервалыгого нормирования.

8. Проектирования'управляющих программ для коордкнатно-револь-ворпых прессов с ЧПУ.

9. Программного интерфейса с АСУП.

10. Ведения архива спроектированных технологических документов.

При проектировании технологических процессов подсистемы, вхо-шщие в состав вычислительного ядра, выполняют следующие работы:

1. Диалоговый ввод информации о кснструктивних элементах, из которых состоит деталь.

2. Интерпретацию ФСС и генерацию последовательности параметризованных операций и переходов. Генерация производится на основе логических зависимостей, заданных в функционалах предикатами, таблицами, а также фунганжп управления возбуждением вершин сети.

3. Преобразование параметризованных технологических операций и переходов в технологический процесс. Выполнение трудового к материального нормирования техпрогясса; вывод информации для АСШ.

4. Формирование вторичных документов - карты трудовых нормативов и расценок, титульного листа, ведомости оснастки, ксррекцисн-нсго извещения, ведомости tатеркалов, комплектовочной карты к т.д.

5. Преобразование иифо] \.щкв дая конкретной АСУП к необходимому фох мату заданному при настройке скстег. н.

€. Для деталей, изготавливаемых холодней штамповкой на коорди-

натно-реЕольвегних прессах с ЧПУ, вводится геометрическая информация к проектируется управыдаиая программа. Осуществляется опта миэацпя Л1 с целью сокращения времени ее отработки на станке с х;

Программ ы, образующие вцчисдит'елыюе ядро САПР И, дня перс нальннх сLM типа IE.'.i РС/АТДТ написаны на язшсе программирования Турбо-Паскаль; для минк-ШЫ типа CÎÙ-142C, С.',1-4, пзот-1016с - на языке Паскаль/

С целью достижения высокой эффективности работы технолога, подсистема входа ин|ормацш: создает на экране дисплея "профессии нальный i.np" в привычных для технолога понятиях данной предметной области, ста задача рожается с апсщью выделения сценария диалог; в качестве отдельного компонента ССС. Сценарий диалога записывав' ся в 13 на специальном сроблемпо-о] иснтнросанном языке. Списаны функциональные гсзмс;;;ностн подсистеки вгода, приведены синтаксические формулы языка описания сценария в обозначениях Ьэкуса-Нау-ра, a также соответствующе синтаксические диаграммы. Выбранная структура сценария диалога обесиечкгает работу с базой данных, сз к a потерей определяется пользователями, возлшгсеть описания. кя сценария диалога для конкретной предметней области и расширения диалогового пред. етш-оркентированного языка списания детали без изменения программ вычислительного ядра САПР. Подсистема обработки <]ункцпополов состоит из двух частей: трансляции текстов функционалов, записи их г 1С j: интерпретации £СС на уровне сети. Описаны возмггности языка още,деления функционалов, приведены соот-ветстту>г:ц},е синтаксические формулы и д;:аграм;,ы.

Псдекстс/а обработки дупкцпсналов позволяет технолога-/.: 1. <л;исш;ать в с.матом виде, ¡¡а урег.не укрупненных понятий,- из типе логических операций и переходов,- технологию обработки или сбП-хг ствольных КС, copcsywsix деталь, используя традиционные j.j4<irtîC.:ci::»Mi:i-.j ы тткя данной пред. откой области.

r.t.'.k -:,::у т2 быс?гу» сбрабс тку входной imqopj- алии и извлекать

иа ФСО знания технологов, на основе которых генерируется описа-аве технологического процесса в параметризованном виде. Списаны возможности подсистемы проектирования к нормирования техпроцессов, способы ее настройки на различные виды и формы выходных документов. В численной матегатпческсй модели интерпретации ФСС динамический дюцесс вызова фаз «ногсфазовой программы представаяегся маркос-ской цепью с заданным! вероятностями переходов. Строится стохастическая модель S(m) многофазовой программы М:

S(M)=[ Рг (в (Ь'О), F(i.\)j > где - вероятности выполнения циклических участков и вы-

зовов внешних модулей М i , заданные на графе программы &(№) ;

f (Ы) - оверлейная структура многофазовой программы. Доказывается следующая теорема: для стохастической модели 5fi,l) многофазовой программы М можно вычислить среднее число NF считывания с магнитного диска фаз при выполнении программы, ¿ля анализа зависимости времени выполнения ьногофазовой программы от среднего числа считывания фаз с ЩД строится стохастическая модель вычислительной системы ВС в виде замкнутой сети массового обслуживания о очередями и с конечным числом однородных заявок. Анализ DG проводится для одиопрограммного и многопрограммного режимов работы. Бероятность состояния сети, в котором на х -том устройстве находится П-i заявок, находится из соотношения

' pKw-t i-jtr:

где jUi интенсивность обслуживания, - вероятность перехода заявки на I -ое устройство после обслуживания ее на процессоре, Отсюда находятся значения среднего числа заявок на устройствах, среднее врем-я пребывания заявки на устройстве Т^ и время реакции ЕС: ■

Твс - ыт(ЕАъ)+ h ,

где N - общее число опёраций ввода-вывода.

- 1Ь -

Адаптация оверлейной структуры многоразовых программ вычислительного ядра к статистически* характеристикам 'ICC позволила повысить быстродействие САПР.ТП в 1,?Ь раза.

В четвертой главе описываются практические приложения метода ФСС дал представления и обработки инженерных знания в универсальной САПР ill "Технолог-ЬО". Система реализована на персональных ОЕ'л и на шши-РВли Излагаются основные этапы методики внедрения автоматизированного проектирования техпроцессов на основе ФСС; включающие: анализ деталей к техпроцессов, выделение множества КЗ; разработка типовых технологических операций к переходов; сГормали-зация технологии обработки Дли сборки/ для каждого Ко; формализация [,'етодов нормирования трудоемкости и материалов; подготовка базы данных; уточнение заполнения cíoim проектируемых документов; стыковка с ЛСУП. Подробно описан перечень работ каждого этапа.

Представлены методы автоматического расчета основных и вспомогательных материалов, основного и водготовит^мъвз-закямлплелъ-'ного' времени с использованием формульных и табличных зависим остей. Описывается таблично-аналитический подход к расчету резания .металлов при <}резероваини, точении, сверлении, резьбонаревании, зекке-ровании, протягивании и зуборезалии. Списан программный интерфейс САПР ТП с ЛСУП, основанный на введении специальных А-, X-$ункщ;й в базе данных с таблицы, задаьцеп (Торч.ат й.аилов дкя передачи в ЛСУП. Рассмотрен автоматически!:, синтез тьхни^аиических процессов по описании детали, трудовое и латерпальное нормирование на' лример>е сборки узлов на печатных платах.

В заключении снорму.и-роваяы основные результаты диссертационной работы.

- ll¿ -

Б приложениях приведены: материалы, подтверждающие внедрение

результатов диссертационной раоотн в промышленности и в учебной

процессе; .тстлнгп сценариев диалога, текст» ОСС для различных Ú

производств; распечатки спроектированных комитентов технологической документации.

ССНОРШЕ РЕЗУЛЬТАТ PA1 (ЛИ

1. Показано, что комплексная автоматизация проектирования и нормирования технологической документации в едпптируемих технологических САРД1 требует использования новых информационных технологий, ориентированных на обработку ¡экспертных энани.й.

::. 1азработан новый :..етод совместного представления и обработки знаний нигенеров-юхнолсгов, норлг.роещкков труда и материалов, основанный па функциональных семантических сетях.

3. Разработаны способы задания сценария диалога, описания форм проектируемое доку/ентов, определения интерфейса с АС1И в САПР Ш, адаптируемой к условиям различных предприятий.

4. Реализовано rrporpa'.uioe обеспечение универсальной САПР Т11 "Технолог-!:С", осуществляющее обрабатку инженерных знаний, представленных с помощью ïCC.

Ь. Разработаны стохастические модели вычислительного ядра САПР ТП, с помощью которых осуществлена адаптация структуры многофазовых програ* V к стохастически/ характеристика?/ $СС.

G. Разработаны базы знаний, позволяющие синтезировать по описанию деталей технологические процессы сборка узлов на печатных платах, изготовления подшгок печатных плат, слесарно-ьеханлческой обработки, накесошш покрытии.

7. Iазработана и опробована на практике методика поэтапного внедрения авю' а^.зпроваыюго синтеза, трудовою и ¡- aie¡ нального нормирования технологически: процессов, передачи технологических данных в АСУ на различию- ьре.япрпятпях.

- гс -

Сеж ЕНН8 результаты диссертации опубликованы Е следующих работах

.1. Денисов П.ы., Захаров 3.L., Соколов В.В. 'Оценка пропускю. способности С.ВЬ с фиксированным коэМи-'.иентом мультипрограммировании // ¿¡зв. ВУсов.Сер.Приооростроение, 1-7В - 2-е. 52т-58.

2. Соколов Б.В. Интегрированная систес.а разработки управляют nporjow, проектирования технологических процессов и оптимизации загрузки дыропробивных прессов с ЧПУ. // Кон$. "Автоматизация в] граглмированкя л организация участков станков с ЧПУ": Тез. докл.-Челябипск, Ш2 - С. 31-3C;.'

3. Соколов Б.Б. Инструментальная сцстеьа для разработки САПР с рпш.тши язука'-ц общения // Всесоюз. конф. ".Методология созде ш;я ¡: опит эксплуатации АСУ б гражданской авиации": Тез. докл. -Рига, 1£Ь7 - С.

4. Соколов В.Ь. Инструментальная скстеьа прогр&АШроьшшя на

i'C CL.! дш разработки САПР.// ВШ1, 11|$ор>сциошш& листок Jl> Ь7 -¿ЫС- - I.I., 1<.'Ь7 - 2с.

Ь. Соколов В.Б. Структура инвариантной САПР технологического нагкпчеикя и ее алгебраическая модель. //Систем; автоматизирован ново проектирования в '--а'лшостроении - Fura: ГнксшШ политехи. пн-v, iVtii. - С. Ы-1/6.

Соколов U-JD. Представление инженерных знаний с помощью 4ун ki!KOi:!i.''wini семантических ceieii // Всссоюзн. koiiJ-. "Автотатизаци. ирпог, г;-с г: сгедств технологического оснащения в глаишнострое-nv.i; V. )цнч>о} остгоенип": '1еэ.яокл.- Гига,.1ШЗ - С. 310.

'i. 0<ч:см"в В.P., Крпг.Оерг Кг.Л. Направления подготовки инженер« rcwi^'-, п Iс': }- гГдасак тркботеяярлогии. /Друботехнологические иг",' !i n ! fiift-iiecii ocijit.(:n-l-ixa:rjin.T->»;Tfxn.»M-TtlSbb- С. 91.-1 С

- -¿\ -

0. Соколов В.В. Представление к ж.чэперннх знаний в конструктор— о-технологической САПГ с коммцыо ((упкциональних секинткчоскпх тем // Всесоюз. конф. "Проблем! разработки и внедрения мссиерт-х систем": Тез. докл. - Г.!., 156'.' - С. 1^0-1^2.

9. Соколов В.В. Построение и обработка моделей экспертных зка-й в конструкторско-техпологических САПР //Есесосз, иаучно-техн. вещание "Программное обеспечение новой информационной техноло-и": Тез. докл. - Калинин, 19В9 - С. 173-174.

10. Соколов В.В. Опит адаптации и внедрения универсальной САПР

на машиностроительных и приборостроительных предприятиях.

Конф. "Автоматизация технологического проектирования": Тоз. докл. Пенза, 1969 - С. ?4-?6.

11. Елманов И.:.1., Еавлкк В.Б., Соколов В.В. Направления подго-вки инженеров-исследователей в области САПР //Второй Ьолгаро-ветский научно-технический семинар "Автоматизация проектирошния: облемы совместных исследований и подготовка кадров": Тез. докл. Варна, 19С9 - С.47.

12. Соколов В7В., К/ш.анов И.И. Ориентированная на знания уии-рсальная конструкторско-технологическая САПР // Второй Ьолгаро-ветский научно-технический семинар "Автоматизация проектироиа-я: проблемы сое,местных исследований к подготовка кадров": Тез. кл. - Варна, 1££& - С. 46.

13. Соколов В.В. Интерпретация функционаяы.ч;:-: семантических, тей в САПР. // Системы акгог,.атизцровашого ¿З'Сокгцюваинн в ■ностро-.нки, часть 11,- Рига: Риж. политехи, - С. 1714. Соколов В.В. Универсальное вычислительно« и,о консц.уктор-

о-технологической САПГ1 //Системы авто;, атзпрспайного 14 обкт^рьгл-я. в машиностроении - Тяга: Рил. политехи. пн-т,Ш-0 - С.С^-СЬ.

Соколов В.В. Построение моделей сложных объектов с помощь функциональных семантических сетей // Средства связи, 1'.;й0 - ^ 1 - С. 44-47.

16. Соколов В.В. Комплексная САПР технологических процессов, основанная на вкспартных знаниях: // "Программное обеспечение САПР": Материалы школы - Тверь, 1551 - С.11 -К;.