автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Система нормирования расхода стандартного проката для изготовления заготовок в серийном машиностроительном производстве

Ср

Г Ci s

Г * Тульский государственный университет

lia правах рукописи

УДК 621.91.002

ТРОИЦКИЙ Дмитрий Игоревич

СИСТЕМА НОРМИРОВАНИЯ РАСХОДА СТАНДАРТНОГО ПРОКАТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК В СЕРИЙНОМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.02.08 - "Технология машиностроения"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 1998

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные станочные системы" Тульского государственного университета.

доктор технических наук, профессор Н.И. Пасько

кандидат технических наук, доцент А.Н. Иноземцев

доктор технических наук, профессор Л.А. Васин, заведующий кафедрой "Экономика и управление" Тульского государственного университета; кандидат технических наук В.Г. Ковалев, директор департамента промышленности администрации Тульской области

ОАО "Тяжпромарматура", г. Алексин Тульской области

Защита диссертации состоится мая 1998г. в 14 часов на заседании диссертационного совета К063.47.01 при Тульском государственном университете по адресу: 300600 Тула, пр. Ленина, 92, ауд. 9-101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан 14 апреля 1998 г-

Научный руководитель:

Научный консультант.

Официальные оппоненты.

Ведущее предприятие:

Ученый секретарь . диссертационного совета к.т.н., доцент

Е.И. Федин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Одной пз важнейших задач технологической полготовки машиностроительного производства является материальное нормирование, заключающееся я разработке шшншдуальных проектных решений - подетальных норм расхода материалов с учетом всех видов технологических отходов I! потерь, а также специфицированных проектных решений - технологических спецификаций'материалов на изделия. Материальное нормирование по существу является технологической задачей, так как для се .решения непосредственно используются данные конструкторской документации о свойствах материалов, размерах деталей, требованиях к точности и качеству их изготовления, а также данные р технологических возможностях производственной системы. Разработка материальных норм основана на 'анализе и оптимизации связей между размерами деталей, заготовок и исходных материалов, предусматривает назначение припусков, расчет размеров заготовок, выбор оборудования загото-гшельни.ч онерацнн, размеров исходных материалов. По результата'.! материальною нормирования осутестзляется разработка технологических процессов нзгогоялетшя заготовок и деталей, определяется себестоимость изделий и производительность технологических систем, формируются заказы на йоеггвку материалов. Одотко проблеме формализации логических операций, выполняемых технологом, и сшимшации разрабатываемых им в процессе материального иорынрогацня технологических проеетных решений до настоящего времени п технологии машиностроения уделалось недостаточное снимание.

До 78% эсех материалов, используемых и серийном машиностроительном производстве, составляет сортовой металлопрокат. Используемые на предприятии размерные ряды сортаментов металлического проката накладывают суше-стенные ограничения на прогстние решения, принимаемые при материальном нормировании. В связи с ¡вменением номенклатуры и программы выпускаемых изделий постоянно возникает необходимость в приведении размерного ряда материалов в соответствие с изменяющейся номенклатурой и программой выпуска деталей. Эта задана должна решаться с учетом конструкторско-технояогичесхого и логистического аспектов производственного процесса. В настигшее сремя такие изменения выполняются эмпирически без применения аппарата количественной опенки полезности принимаемого проектного решения с точки зрения его технологических последствий.

Недь ппботм Снижение себестоимости изготовления машин за счет оптимизации технологических проеетных решений, принимаемых при разработке корм расхода сортового металлического проката, используемого для получения заготовок в машиностроительном производстве.

Методы исследования Теоретические исследования проводились с .использованием ■ системного ■ анализа, метода анализа иерархий, эмспертно-аналитического метода разрешения неопределенностей, с применением теорий

вероятности, графов и математической статистик», а также реляционной алгебры. Использованы результаты сбора и обработки большого объема статистических данных по сортаментной л размерной применяемости материалов в машиностроительном производстве.

Научная повита состоит в разработке системы математических моделей, раскрывающей закономерности формирования размерных связей при получении заготовок из металлического прокат и методики разработки норм расхода металлического проката, обеспечивающих:

- оптимальный выбор размеров исходных материалов на ос:¡осе интегрированного эксиертно-апалйтнческого выявления н разрешения неопределенности между технологическим и логистическим аспектами производственного процесса и построении оптимального размерного ряда исходных материалов;

- формализацию логических операций, выполняемых технологом й информационную интеграцию процессов разработки, накопления, систематизации и упорядочения проектных решений по, расчету норм расхода производственных материалов как условие для автоматизированного проектированы технологий.

Ппг,?'п;ч?п;;и1 !и';;Г!о.;г;. рпГтм В диссертации даются методика построения интегрированной системы материального нормирования, методика оптимального раскроя длинномерного проката, методика семантического анализа кокструкторско-технологпческои информации, методика проведения изменений с технологических проектных решениях, которые получит успешное практическое применение.

1. Методику ввтолшттнрапйпиого сыполигнпл проектной процедуры материального нормирован!« изделий машиностроения, для изготовления которых » качестве исходного материала применяется ссртозой металлопрокат, в услшиЬк тггегрнревакцой автоматизированной системы конструкторско-технологической подготовки производства

2. Методику оценки оптимальности выбора размера исходного материала

- сортового металлопроката с учетом как технологических, так и логистических факторов.

Ап'ообптиз ппЗотм Основные положения работы докладывались и обсуждались на научных конференциях ТулГУ в 5994-5 997гг.; на ХХ1-ХХШ всероссийских молодежпых.научных конференциях "Гагаринекйе чтения", г. Москва, 3995-97гг.; на научно-техшггсекон конференции "Приборы и приборные системы", г. Тула, 1994г.; на международной научно-технической конференции "Механика машиностроения" ММ-95, г. Набережные Челны, 1995г.; на международной научно-метод!!ческой конференция "Инновационное проектирование в образовании, технике и технологии", г. Волгоград, ¡995г.; на юбилейной между-, народной конференции "Вопросы совершенствовать*} технологических процессов механической обработки н сборки изделий машиностроения", г. Тула, 1996г.; на международном семинаре "Автоматизация: проблемы, идеи, реше-

ния", г. Тула, 1996г.; на международной юбилейной научно-технической конференции "Прогрсссигшые методы проестированнл технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов", г. Туда, 1997г.; на всероссийской научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии о машиностроении", г. Москва, 1996г.; на VII всероссийской кЪнференцнп но компьютерной геометрии к графике КОГРАФ-97, г. Ни.жнпй Ношород, 1997г.

ргчлтацнч Разработана и внедрена на ряде предприятий интегрированная автоматизированная система выполнения проектных процедур конструкторско-технологнческой подготовки серийного машиностроительного производства. Внедрение системы на ОАО "Тяжпромарматура" (г. Алексин Тульской обл.), ОАО "Станкотехника" АК "Туламапгзавод" (г. Тула), 11ПО "Комплекс" (г. Тверь) привело к росту производительности труда конструкторов и технологов, сокращению сроков подготовки производства, принятию более ог/тнмальиых проектных решений.

Пуол»:,По теме диссертации депонирована 1 рукопись в ВИНИТИ, опубликовано 11 работ.

Струетугм н (¡Пьем п.'шапт Диссертации содержит 143 страницы, 55 рисунков, 12 таблиц, состоит из введения, четырех раздело», заключения, списка литературы из 152 наименований и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

' Во n:Mv;ei:;i;i обосновывается актуальность решаемой проблемы, определены основные цели и задачи исследования, показана практическая значимость работы. *

В период пачдйле проведен анализ состояния вопроса, поставлены цели if задачи исследования.

На основе обобщение производственного опыта, .анализа нормативных документов . по конструэторско-техиолошческой подготовке производства н ■теоретических положений современной технологии машиностроения/изложенных в трудах И.М Колесова,.А.А. Маталпна, Б.С. Балакшина, B.C. Корсакова, A.M. Дальркого и др., раскрыта технологическая и технико-экономическая сущность задачи материального нормирования а системе конструкт прско-технадогической подготовки серийного машиностроительного производства. Разработана схема информационной интеграции системы разработки норм расхода материалов в систему конструкторско-технологнческой подготовки производства, обеспечивающая автоматизацию работы технолога по анализу данных конструкторской документащш, расчету ипдищщуальшх норм расхода мате-риалоз н разработке технологической спецификации материалов на изделие. Выполнен анализ статистических данных о применении материалов па ряде машиностроительных предприятий. Исследованы особенности использования

металлического проката п качестве рсходнато материала при изготовлении заготовок в серийном маиипюстроителышм прашзодстиз.

Обоснована необходимость интеграции происссоа разработки технологических и логистических проектных решений при аоршфовашш расхода производственных материалов. Приведе!! обзор методов системного анализа, обеспечивающих разреше!ше неопредесешшстн щгл разработке мидгоаедгстиых проектных решений. • '

На основании концептуальной модели материального нормирования сформулированы цел» иседедовашм а следующие задами исследования:

- формализовать методику иормапшного расчета общих припусков на механообработку на основе реляционного ¡.-сшслешга;'

- разработать математические модели расчета пор?.} расхода сортового метал-1 лопроКатц с учетом всех видов технологических потерь;

- разработать -эффективные способа оптимизации раскроя металлического проката ла этапе материального нормирования;

- пронести аналш. источников и методов оценки неопределенности и технологической системе предприятия, а также анализ организации материальцо-зс.чни'Чссиого обеспечения у выявить конфликты профессиональных интересов;

- провести щтематиш-статистнчесиш анализ применяемости заготовок из металлического проката по размерам на предприятиях машиностроения и выпод-П!ггь епироксимаицо полученных распределений для поо^епия технологически оптимального размерного ряда исходных материалов;

- разработать математическую модель "построения оптимального размерного ряда исходных материалов с учете:.: ка:с технологических, так и'логистических фасторов из кригерссо ипшиипацня вероятности невыполнения производственного эадашк;

- разработать модель проведения изменений с проектных решениях с условиях Н(1"|С1рирова;лкй адтодигшнриванной системы К'ПШ;

- разработать программное и информационное обеспечение, реализующее предлагаемую автомат изпровзиную интегрированную систему.

- ' ' По етрпду. ргла-^ла рассмотрены способы выполнения проектной процедуры материального нормирования деталей {I сборочных единиц (ДСП), изготавливаемых из сортогагр металлопроката о условиях интегрированной автоматизированной системы 1СТГШ. Разработана следующая информациозшр-лотическая схема данной процедуры (рисунок I).

Важную рол?, для выполнения проектные процедур играет проведение изменений с проектных решениях. Предложено рассматривать жтненшн цикл проектного решения "материальная норма", заключающийся в постепенном ее уточнении (задание на лроектированиенфазработкп констругггорской докумеп-тащш-яшначение лринускоз-мюзначеиие размеров заготоаки-^выбор. обору-дования->оптнМ1!Зац»я раскрая-кшреДеление технологических отходов И .по-

терь-»олределение материальной нормы—>внесение изменений). Разработана схема размерных связей от размера детали до размера исходного материала (рисунок 2).

Рисунок 1 - Информационно-логическая схема проектной процедуры материального нормировании. .

Определение общих припускоз на обработку нормативным методом, нахождение потерь на отрезку и зажим материала, выбор размера исходного материала требуют привлечения большого количества нормативно-справочной информации. Для ее использования предложено применить аппарат реляционной

алгебры, позволяющий представить конструкторско-технологические данные в виде отношений и выразить операции проектной процедуры, материального нормирования через операции реляционной алгебры.

Рисунок 2 - Влияние требовании но качеству на размерные связи.

Например, анализ нормативного метода назначения припуска показал, что припуск Г можно представить как дискретную функцию вида:

Т = /^т,5,К), = (1)

где 5 - обрабатываемый размер;

- число технологических переходов при обработке размера 5"; К • вид размера 5 (диаметр, длина, внутреннее отверстие и т.д.)

В свою очередь, число переходов есть функция

' ' ' (2) где АГУ - квалитет точности обрабатываемого размера; . .

R, - параметр шероховатости обрабатываемой поверхности-

Введено отношение NT для определения числа переходоз вида

NTfmin талитет, max кваттет, min шероховатость,

max шероховатость, число переходов) (3)

Тогда функция (2) реализуется следующей операцией выбора:

СГг'ип ¡уваштая < <тах кеаштет nun шсрошеал1ость<* t\£ йлат шероховатость (NT) (4)

Приведены соответствующие структуры отношений и операции выбора и для прочих действии, выполняемых технологом при нормировании, а также применяемые таблицы (отношения) нормативных данных.

После определения подетальной материальной нормы для расчета потреб-. 1юсти в материале на всю программу выпуска изделия нужно определить полную применяемость каждой ДСЕ в изделии, т е. провести его структурно-иерархический анализ. Показано представление структуры изделия а виде графа, вершины которого соответствуют ДСЕ, ц дуги - входимостям (дуга А, соединяющая /-¡о и j'io зершцны, означает вхождение /-Й ДСЕ в /-¡о А раз). ДСЕ при этом подразделяются на уровни входимости, за верхний уровень принимается само изделие. Обход графа, заключающийся з нахождении всех возмож-. ных путей от каждой ДСЕ нижнего уровня до вершины графа (самого изделия), позволяет рассчитать полную применяемость всех ДСЕ изделия.

Рассмотрен вопрос автоматизированного анализа установленных стандартами идентификаторов ДСЕ, материалов, оборудования и т.д., позволяющий отказаться от трудоемкого кодирования конструкторско-технологическор информации. Дано описание структуры и синтаксиса формального языка идентификаторов L и показана его универсальность. Предложена процедура семантического анализа, выделяющая из идентификатора значащие единицы (лексемы) и автоматической верификации даннцх.

Разработана математическая модель материального нормирования металлопроката с применением операций реляционной алгебры'. Модель включает в себя формулы для нахождения нрииусгсгщ на обработку, технологических потерь, расчета отходов на цекратнасть для случаев групповой и единичной заготовок и др. Приведены схемы образования материальной лормы для длинномерного (рисунок 3) и листового материалов.

Анализ опыта работы машиностроительных предприятий показал, что оптимизация раскроя проката для длинномерных профилей целесообразно проводить уже на этапе КТПП для недопущения необоснованного завышения норм расхода (задача двухмерного раскроя требует привлечения слишком большого

ооъема исходных данных и решается непосредственно в ходе производственного процесса путем разработки суточных карт раскроя). Разработана оригинальная методика решения общей задачи размещения «/ заготовок длиной , пг

заготовок длиной ,.. «„ заготовок длинен из материалов длиной

Ьм„... Ьмат^ Данная задача решается при помощи действий над отношениями и применения операций динамического упорядочивания отношений по возрастанию и убиванию. Показала высокая эффективность методики по критериям Производительности VI пеличине среднего отхода на некратность.

Ъ.

ЬдЕТ

ЬзАГ

ЬмАТ

потери на зажим;

- отход на некратность.

Рисунок 3 - Схема раскрои длинномерного проката.

Рассмотрен вопрос учета стохастических факторов (неравномерности качества исходных материалов) при нормировании и показана ксоЗходнлюсть введения поправочных коэффициентов в предлагаемую детерминированную модель для гарантированного обеспечения рыпуска требуемого количества продукции с указанным качеством.

Третий ргще-ч посвящен выявлению информационных (¡сспрсдглшшо-стей в ходе КТПП I) разработке методики генерации оптимального размерного ряда исходных материалов (РРИМ) с учетом как технологических, так и логистических факторон. Рассмотрены сеязн между технологической системой предприятия и внешней средой и источники неопределенности. Показано, что каждая связь - материальная, экономическая, информационная - существует с" некоторой вероятностью, меньше!'! единицы.

Снижение производственного риска

ель

Расходы на МТО с учетом меры риска

Конструктор

Снятие ограничений на размеры изделий

Расходы на мехобработку с учетом меры риска

Технолог

|—Щели акторов

Отдел снабжения

Минимизация

объеме снимаемого .припуска

Снижение числа поставщиков и разнообразия закупаемых материалов

|— Сценарии

Проектирование

изделий без ограничений по материалоемкости

Предлагаемый РРИМ

Предлагаемый РРИМ'

максимально|Т<онфлнк^

близок к распределению размеров заготовок

минимален и "максимально близок к программе выпуска' ограниченного числа поставщиков

Рисунок 4 - Анализ конфликта в ходе подготовки прогонодства.

Для количественной оценки неопределенностей сводятся -понятия производственного риска (возможность недостижения заранее определенной конечной цели производственного Процесса) и меры риска, являющейся функцией оз

вероятности наступления нежелательного события и ущерба от наступления такого события. При помощи метода анализа иерархий Т. Саати проведен анализ" процедуры принятия проектного решения "выбор размера исходного материала", Выявлены акторы, их цели и сценарии поведения (рисунок 4).

Различные цели и сценарии поведения технологе и службы снабжения приводят к возникновению конфликта профессиональных интересов при выборе размеров исходного материала. С одной стороны, технолог стремите;; минимизировать объем снимаемого припуска я назначить размер материала, максимально близкий к размеру заготовки. С другой стороны,' служба снабжения, принимая во внимание экономические факторы (надежность поставщика, предыстория поставок, расстояние до поставщика, размер партии, способ платежа и т.д.), выполняет симшнфикацию ('РИМ, приводящую к замене материалов н пересмотру материальных норм. Особенность применения металлопроката состоит в том, что и технолог, и служба снабжения ограничены стандартным размерным рядом.

При генерации технологически оптимального ¡'РИМ по критерию минимизации объема снимаемого припуска Средняя величина потерь \УТ составит:

N Ц ®

щ=£ | • V■ ¿.мимо, (6)

'-1^:, о

где/(03„Ь) - функция распределения (плотность распределения) диаметров А; и длин I. заготовок, полученная 'р соответствии с производственной программой предприятия на заданный период времени;

¡УТ(В2,Ц) - (функция определения объема припуска при изготовлении заготовки с определяющим размером В3< Из материала с размером Ц.

Например, дли прутка с плотностью'материала р эта функция имеет вид:

= (Д'2-Х?32). ■ (7)

Для определения /(03,1) на трех машиностроительных предприятиях. с разными типами производства был проведен сбор статистики по размерной применяемости металлопрокате. Анализировались йодные программы выпуска основного производства за 1995!.97гг. ' ' "

Объем выборки составил от 6000 до 6000 ДСЕ. Решалась задача аппроксимации эмпирического распределения размеров одним из теоретических. Рассматривались нормальное и логарифмически нормальное распределения. По

критерию Колмогорова-Смирнова доказано соответствие эмпирического распределения логарифмически нормальному вида

/(*) =

1.

сг'Х'-jm О при х<0

,2-а2

при х>0

(8)

где ц,а - параметры распределения

с уровнем значимости 0,05 (рисунок 5) для наиболее широко применяемых профилей. Рассмотрены также двухмерные распределения "длина - определяющий размер" и доказано наличие корреляции между длиной и шириной заготовки со значимым коэффициентом корреляции от 0,3 до 0,6 (рисунок б).

Тест Колмогорова-Смирнова: d=0,370597 при р<0,05 Параметры распределения: ст=1,20549, ц=4,27423

110С 1000 900 ООО g 700 Зг 600 Ö 500 Ч 400 § 300 200 - 100 о

Dco^-—г-Теооегич распт>

i-C-iTWniOr-^WECH-C^-a^j^r^ötfkD^-O^^^^^ --' ' -г

Категории длин заготовок (верхние пределы), мм

Рисунок 6 - Распределение длин заготовок из листа (углеродистая сталь), ОАО "Стаикотехника", 1996..97гг.

Показана процедура оперативной оценки средних потерь при принятии технологических проектных решений.

Минимизация неопределенности предполагает, что связи в производственном процессе должны выбираться по критерию вероятности их существования. Особенно это относится к связям предприятия с внешней средой, влиять на

которые можно лишь ограниченно. Опрос специалистов служб снабжения показал, что в настоящее время имеет место принятие этими службами технологических по сути проектных решений • о замене размеров материалов (симплификация РРИМ) на основе эмпирических подходов, основанных исключительно на личном опыте и интуиции. Однако следует рассматривать последствия замены размеров материалов для производственного процесса.

Рисунок 7 - Распределение диаметров и длин заготовок го круглого проката (углеродистая сталь), ОАО " Тяжпромарматура11, 1995..96гг.

Рост объема снимаемого припуска влечет за собой увеличение риска невыполнения производственного задания, К нежелательным последствиям сим-плифнкации также относятся рост потерь материала; увеличение трудоеагкостц обработки; повышение расхода режущего инструмента; повышение расхода электроэнергии; увеличение потребности в оборудовании; увеличение потребности в рабочей силе в зависимости от того, какой из параметров производственного процесса (штучное время, число станков) принимается постоянным.

Вышеперечисленные технологические факторы могут оперативно оцениваться технологом при использовании автоматизированной интегрированной системы КТПП. Однако учет логистических (снабженческих) факторов затруднен ввиду трудноформалнзуемостн таких понятий, как "надежность поставщика" или "предыстория поставок". Следовательно, необходим механизм формирования оптимального.проектного решения, основывающийся как на количественных оценках, так и на производственном опыте. Для этого предложена методика, основанная на методе попарных сравнений Т. Саати. В таблице приведены факторы, выбранные для оценки оптимальности проектного решения.

При опросе экспертов они выполняют попарное сравнение каждого фактора с каждым, оценивая, насколько сильнее первый фактор влияет ца вероят-> ность достижения цели производственного пррцесса, чем второй (предложена пятибалльная шкала сравнении). На основе получившейся матрицы козффици-

ешев рассчитываются ио.рмалнюзанные оценки компонент собственного вектора матрицы и устанавливается наиболее значимый фактор. Если этот фактор технологический, следует принять решение о закупке требуемого размера исходного материала,'по^одьку его замена большим ведет к неоправданному росту технологических потерь; если же решающим фактором оказывается экономический, следует иазнач!ггь другой размер исходного материала. Схема процесса генерации РРИМ показана нз рисунке 8. .

Таблица - Исходные данные для применения метода попарных сравнений. .

Крэтерий оптимизации

Минимизация локальных нрои ¡кадет пенных рисков

Сравниваемые проестные решения:

Включение ¡-га размера материала в РРИМ н изготовление нз него рас» сматриваемай детали Исиодыог.аи!:е Ж -го размера материала для изготовления рассматриваемой детали

Действующ» Технологические: к фзшеры: Логистические:

Рост потерь штериалз Форма платежа

Увеличение трудоемкости обработки Наличие посредников

Повышение расхода режущего инструмента Продолжительность работы с дзн-иым поставщиком

Увеличение потребности п оборудовали:! Предыстория поставок проката '' данным поставщиком

Повышение расхода электроэнергии Размер партии проката данного размера'

Увеличение потребности в рабочей силе Расстояние до поставщика

Прнведень! примеры применении разработанной модели генерации РРИМ с различными определяющими факторами.

Н четпегтш раягле рассматривается практстеская реализация результатов работы, заключающаяся в разработке ц внедрении автоматизированной интегрированной системы материального нормирования проката (НАС) на ряде машиностроительных предприятий.

Показана необходимость интегрированной, комплексной автоматизации подготовки производства, нз допускающей "распад" нроектдах решений на слабосвязанные компоненты. Приведены требования к функциям, выполняемым ИАС: выполнение- структурно-иерархического анализа деталей и сборочных единиц, входящих в изделие с определением количественной Применяемости; автоматизация материального нормирования: определение Припусков на обра-'

4 16

ботку, отходов на некратность, отрезку н зажим, оптимизацию раскроя материалов, ведение каталогов производственных материалов; подготовка документов в виде, предусмотренном НСТД, отраслевым!! стандартами и стандартом предприятия; выявление аномалии в конструкторско-технолопиескои до:гумен-тацш! I! автоматическая верификация данных; интеграция проектных процедур и решении в единую систему с базами технологических (БТПР) и конструкторских (БКПР) проектных решении; организация проведения изменений в проектных решениях.

Анкетирование Экспертов

Решающий фактор

Технолог

Специалист по снабжению

• Это '.технологический фак.ор?

Включить 'рассматриваемый размер в PPHNi

Исключить рассматриваемы й размер из РТ'ИМ

>

Рисунок 8 - Схема процесса генерации РРИМ.

Рассматриваема:! ИАС структурно подразделяете« на модули: модуль структурно-иерархического анализа, модуль материального нормирования, модуль оптимизации раскроя, модуль семантического анализа. Для ккх.-дого модуля показаны его связи с другими компонентами системы (рисунок 9).

Для -модуля оптимального раскрал приведены результаты, работы: при размещении 67 размеров заготовок с ,разной применяемостью в 133 размерах исходных материалов получен средний отход на кйфатноеть 1,22% при времени работы 27с (ПК Pentium 166), что доказывает высокие эффективность и производительность реализованной мет одики.

- • Особое внимание при разработке системы уделялось организации взаимодействия технолога с ИАС, которое должно происходэть р терминах предмет-ион области технологии машштстрозиня. Поэтому приведены вилеогрлммм, с которыми работает технолог.

Нормативы для , нмшчения припусков

Отходы на отрезку и з&чсим I

Сортамент материалов

Рисунок 9 - Схема спязей модуля материального нормирования.

Проведению изменении а прсгэтиых решениях традиционно не уделяется дзя:"Нсго шшчшшя при разработке САПР. Меэду тем от 70 до 90% времени рпботы конструктора и технолога приходится именно из проведение изменений. В рассматриваемой MAC реалгпезжы фунхщгп prczszaasata ен:г;1 вносимых в прсектпое решение той или пней грсг:ст'мс;Ч процедурой; имеются средства связи' г.кяхду службами предприятия для передачи предложений и извещений оо изменениях; йропеденпе согласованных изменений а базе проект-" нмх ретсешш происходит одни раз в строям соответствии с ггатсндариьш графиком; ведется каталог изменений для кхадего проектного решения.

Предложена класскфикашш !П'.:е;:еН!"т из конструкторские, вызванные нсзыми техническими требованиями х изделию н технологические, вызванные новыми условиями производства Приведены схемы проведения изменений в НАС. .

Рассмотрен вопрос позташгаго перехода машиностроительного предприятия на новую технологию КТПП. Рекомендована следующая последователь-кость внедрения модулей Я АС:

"1. Модуль Семантического анализа (обеспечение перезола имеющейся конст-рукторско-техиологнческой информации в требуемый ЯЛ С вид);

2. Модули структурно-иерархшшского анализа и материального нормирования;

3. Модуль оптимального раскроя; -

4. Подсистема проведения изменений.

Предложено разделение каждого модуля на инвариантную и переменную части для обеспечения мобильности системы и ее настройки под нужды конкретного предпршпия, поскольку способы проведения КТПП на различных предприятиях могут резко отличаться. Уделено внимание вопросу документирования системы при ее передаче в эксплуатацию.

■ ОСНОВНЫЕ'ВЫВОДЫ - ,

¡.На основании обобщения производственного опыта установлено, что одной из важнейших задач технологической подготовки машиностроительного производства является разработка норм -расхода производственных материалов, включающая в себя расчет, размеров заготовок, выбор размеров исходных материалов, определение норм технологических отходоз и иогерь. Результаты разработки материальных норм используются для изготовления заготовок и организации материального обеспечения производственного процесса.

2. Разработана математически модель и алгоритм структурно-иерархического Анализа состава изделия, обеспечивающие расчет полной применяемости деталей и сборочных единиц изделия без ограничения количества уровней вхождения.

3. Разработана интегрированная математическая модель .построения размерных связей для изготовления заготовок из металлического проката, обеспечивающая автоматизацию разработки подетальных норм расходаОДгсриалои.

4. Разработана математическая модель и алгоритм предварительного оптимального раскроя длинномерного проката на основе операций реляционно;'! алгебры.-

5. Разработана математическая модель интеллектуализации машинного анализа технологических идентификаторов, позволяющая исключить промежуточное кодирование конструкгорско-технологической информации.

6. Разработана математико-статисгическая модель построения технологически оптимального размерного ряда исходных материалов но критерию минимизации потерь при механической обработке.

7. Установлено, что размерный ряд исходных материалов, используемый для выбора размеров заготовок, должен строится на основе разрешения противоречия между технологическими и логистическими факторами.

8. Выявлены технологические и логистические факторы, приводящие к необходимости оптимального решения задачи симплификации размерного ряда исходных материалов, показано влияние на них размерных связей и связей свойств материалов.

9. Разработана методика разрешения информационной неопределенности меж-, ду технологическим и логистическим аспектами при решении- задачи симплификации размерного ряда исходных материалов.

10. С целью практической реализации методик, моделей и алгоритмов разработан программно-методический комплекс, обеспечивающий автоматизацию разработки, проектных решений и проведения изменений в проектных решения* непосредственно технологом нормировщиком. Различные версии комплекса внедрены в ОАО «Тяжпромарматура» (г. Алексин Тульской обл.), ОАО «Станкотехника» АК «Туламашзавод», НПО «Комплекс» г. Тверь.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Анцев В.Ю., Иноземцев А.Н., Пасько Н И, Троицкий Д.И. Компьютерная технология разработки норм расхода материалов на изготовление деталей в машиностроительном производстве. - Деп. в ВИНИТИ, 1996, №720-В96.- 47с.

2. Анцев В.Ю., Иноземцев А.Н., Троицкий Д.И. Концептуальное моделирование предметной области "Разработка материальных норм в машинострое-нии'У/Автоматизированные станочные системы и роботизация производства. -Тула: ТулГУ, 1995. - с. Í56

3. Дорохин Н.Б., Иноземцев А.Н., Троицкий Д.И. Решение задачи оптимального раскроя длинномерного проката с применением средств реляционной алгебры //Известия Тульского государственного университета. Серия "Машиностроение". Вып. 1. - Тула. ТулГУ 1997. - с. 140.

4. Иноземцев А.Н., Пасько Н И., Троицкий Д.И. Методический аспект разработки норм расхода материалов на изготовление деталей в машиностроительном производстве//Технологня механической обработки и сборки: Сборник научных трудов. - Тула: ТулГУ, 1995 - с.48

5. Иноземцев А.Н., Пасько Н И., Троицкий Д.И. Симплификация номенклату- , ры материалов, используемых в машиностроительном производстве//Сборник научных трудов межвузовской научно-технической программы "Ресурсосберегающие технологии в машиностроении - М: Московская государственная академия автомобильного и тракторного машиностроения, 1996. -с. 77

6. Иноземцев А Н., Тимофеев А.П., Троицкий Д.И. Компьютерная система прогнозирования материалоемкости изделий станкостроительного производст-ва//Международная юбилейная научно-техническая конференция "Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов": Сборник трудов. - Тула: ТулГУ, 1997. - с.95

7. Иноземцев А Н., Троицкий Д.И. Автоматизация проектирования средств технологического оснащения машиностроительного производства И Автоматизация: проблемы, идеи, решения. Сборник кратких содержаний докладов, прочитанных на Международном семинаре 1-2 марта 1996. - Тула, 1996. - с.59

8. Иноземцев А.Н., Троицкий Д.И. Выбор сортамента исходных материалов на базе интегрированных оценок риска в системах обработки резани-ем//Международная юбилейная научно-техническая конференция

"Про!ресривные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов": Сборник трудов. - Тула: ТулГУ, 1997. - с.60

9. Иноземцев А.Н., Троицкий Д.И. Компьютерная система для оперативной разработки материальных норм на изделия машиностроеиия//Оргаш|зационно-экономические проблемы в рыночной системе хозяйствования. - Тула: ТулГТУ, 1995.-с. 127

10. Иноземцев А.Н-, Троицкий Д.И. Семантический анализ конструктореко-технологических данных в компьютерных снстемах//Тезисы докладов конфе-решнвд "Приборы и приборные системы" - Тула: ТулГУ, 1994. - с 44.

11. Пасько Н И., Троицкий Д.И. Семантический аспект конструкторско-гехнолотической подготовки машиностроительного производст-ва//Международная научно-техническая конференция "Механика машиностроения" ММ-95. * Набережные Челны, 1995. - с. 44.

12. Троицкий Д.И. Методика оптимального раскроя длинномерного прока-та//Международная юбилейная научно-техническая конференция "Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, металлорежущих станков и инструментов": Сборник трудов. - Тула: ТулГУ, 1997. - с. 62.

Подписано в nciarf« + Сь äs . <рор»цт 6yu«m &xt)4 f/f6. Чгчага Типографская № 3 Офсете печать. Уел. Цез-К < . Усл. кр.-отТ. /, ( .Уч. ц4д. л. Г, О Тир»* /СО ад. За*« -22 'J .'

Тульский государстве«!!«^ университет. 300600, г. Тул», яр. J|e4HBS, 9}. pcaakUfiOliHO- издатклксккв цеЬтр Тульског« (ocyaapctefciiMorb filHBepcHtela. 300600, f. Tyria, ул. Воллмиа, tsi