Зделий, для производства которых необходимо участие не одного предприятия, а кооперации нескольких или создания виртуальных предприятий. На этом фоне отчетливо выделяется усиление конкурентной борьбы. За рубежом в последние годы начинает широко распрос
Скачать 121.04 Kb.
|
| РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ЛИСТОШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА Галкин В.И., Вейнгерова Е. Д., Патрикеев А. Б., Беспалов А. М. Технологическая подготовка производства является одним из ответственных этапов жизненного цикла листоштамповочного изделия, когда особенно важно не только разработать технологию для получения бездефектного изделия, но и из множества вариантов выбрать оптимальный по нескольким критериям. Основными из них являются следующие:
Каждый из перечисленных пунктов зависит не от одного параметра, поэтому разработка технологического процесса и проектирование штамповой оснастки - процесс трудоемкий, требующий анализа многих факторов. В этом случае важным инструментом технолога является система автоматизированного проектирования (АСТПП). Использование АСТПП способствует резкому сокращению сроков и стоимости технологической подготовки производства. Особенно это касается мелкосерийного и опытного производства, когда номенклатура изделий велика, а сроки технологической подготовки производства ограничены. Внедрение АСТПП на предприятиях отечественной промышленности сопряжено с решением ряда проблем:
Но если не заниматься решением этих проблем предприятие может серьезно проигрывать в конкурентной борьбе. Особенно если оно собирается сотрудничать с зарубежными предприятиями или поставлять свою продукцию на экспорт. В мировой промышленности в последнее время растет количество наукоемких и ресурсоемких изделий, для производства которых необходимо участие не одного предприятия, а кооперации нескольких или создания виртуальных предприятий. На этом фоне отчетливо выделяется усиление конкурентной борьбы. За рубежом в последние годы начинает широко распространяться использование CALS-технологий, т. е. компьютерной поддержки жизненного цикла изделий, куда входит как один из важнейших компонентов и АСТПП. Использование CALS-стандартов, это касается особенно промышленности зарубежных стран, является обязательным. Более того, этот фактор стал использоваться как один из важнейших для установления делового партнерства, а также, в конкурентной борьбе предприятий. В России к CALS-стандартам начинают обращаться специалисты различных отраслей промышленности. Так, создан Межведомственный Промышленный Совет по вопросам CALS при Миноборонпроме РФ, при Госстандарте создан технический комитет № 431, занимающийся разработкой CALS-стандартов. Эти проекты поддерживаются Минпромнауки РФ, Минатомом РФ. Современные автоматизированные системы технологической подготовки листоштамповочного производства включают в себя следующие основные компоненты:
Соответственно, каждый из этих компонентов должен быть создан с учетом не только требований предприятия-заказчика автоматизированной системы, но и международных стандартов. Структура и работа АСТПП листоштамповочного производства рассмотрена на примере автоматизированной системы для проектирования технологии вытяжки полусферических и эллиптических днищ. К создаваемой системе заказчиком были определены следующие требования:
Основой АСТПП является технологическая база данных. Перед ее созданием необходимо определить и проанализировать движение информации и документопотока в процессе технологической подготовки процесса вытяжки днищ на предприятии. Цель подобного анализа – найти слабые места в действующей на предприятии схеме технологической подготовки производства, чтобы не повторять их в АСТПП, а также оптимизация действующей схемы технологической подготовки производства. Анализ производства производится при помощи методологии IDEF0. Методология IDEF0 представляет собой структурированное изображение функций производственной системы и используется в основном при анализе и синтезе производственно-технических и организационно-экономических систем в различных отраслях экономики. В этой методологии рассматриваемая система представляется как совокупность взаимодействующих работ или функций. Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания процессов, происходящих в рассматриваемой системе. В методологии IDEF0 любое производство, разработку любого технологического процесса можно представить с системных позиций: схематично отобразить движение информационных потоков, формализовать расчеты технологических параметров и представить в виде блок-схемы или IDEF-диаграммы. Первым этапом создания IDEF-диаграмм является создание контекстной диаграммы – наиболее абстрактного описания технологической подготовки производства. Контекстная IDEF-диаграмма для базы данных АСТПП технологической подготовки производства днищ показан на рисунке 1. Здесь стрелки "Ведомость-график" и "Чертеж детали" являются входом, "Комплект чертежей" – выходом, "Персонал" – механизмом, а стрелки "Распоряжение руководства" и "НТД, ГОСТы, Технические рекомендации" – управлением. На следующем этапе контекстная диаграмма разбивается на укрупненные функции-подпроцессы или диаграммы декомпозиции (рис.2), каждая из которых разбивается на составляющие и т.д., до тех пор, пока выстраиваемая иерархическая схема не дойдет до элементарных процессов. Следует отметить, что каждый блок диаграммы декомпозиции может иметь свои входы, выходы, управления и механизмы. Технология IDEF0 позволяет в итоге построить функциональную модель рассматриваемого процесса, которая является основой построения информационной модели АСТПП. Эту модель построили с помощью метода IDEF1X. АСТПП имеет реляционную структуру и состоит из следующих модулей:
Каждый модуль может работать как автономно, так и интегрировано с другими.  Рис. 1 Контекстная диаграмма в методологии IDEF0  Рис. 2 Диаграмма декомпозицииНа первом этапе работы системы пользователь – инженер-технолог работает с конструкционным классификатором днищ. Его наполнение происходило исходя из требований заказчика. Здесь пользователь выбирает тип необходимой ему детали. Классификатор имеет иерархическую структуру. Поскольку все детали типа днищ можно представить как различные сочетания простейших элементов, каждому такому элементу присваивался уникальный индекс. Так как каждый элементарный класс включает в себя несколько вариантов, то соответственно индекс каждого из элементарных классов будет отличаться в зависимости от данного варианта. Таким образом, сочетание индексов составляет уникальный код днища и однозначно описывает класс детали. Составление кода днища происходит в диалоговом режиме, на каждом шаге уточняются геометрические особенности класса детали и, исходя из ответов пользователя, формируется уникальный код. Каждая цепочка классификатора заканчивается комплексной деталью, т.е. параметрической твердотельной моделью, включающей в себя всю совокупность конструкционных признаков данной группы деталей. На рисунке 3 показана начальная форма «Классификатора». Выбирая, в зависимости от вида детали, тот или иной вариант движения по классификатору пользователь начинает формировать уникальный код класса требуемого днища. Нажав на кнопку (она показана стрелкой), пользователь переходит на следующий шаг – форму «Выбор класса днища» (рис. 4). Работая с этой формой, пользователь выбирает нужный пункт, и в окне код днища появляется первый индекс кода. Нажав на кнопку «Далее» пользователь переходит в окно «Выбор класса борта» (рис. 5). Здесь постепенно выбирая тип и класс кривизны днища, рельефность и тип контура, пользователь дополняет уникальный код класса днища.   Рис. 3 Исходная форма «Классификатора»  Рис. 4 Форма выбора класса днища  Рис. 5 Форма выбора класса борта На следующем этапе, определяя класс дна, завершается формирование уникального кода класса детали (рис. 6)  Рис. 6 Форма выбора класса дна Определив уникальный код днища и задав исходные данные (диаметр детали и толщину листа), АСТПП выдает рекомендации об оптимальной схеме штамповки (рис. 7). После чего система строит чертеж выбранной детали, определяет метод расчета объема детали и площади поверхности и рациональную схему раскроя. Результаты работы классификатора являются исходной информацией для технологического модуля. На этом работа с модулем "Классификатор" заканчивается. Технологический модуль состоит из двух частей: "Эллиптические днища" и "Полусферические днища. Работа этих модулей построена по одному принципу. Различие – в разных геометрических параметрах деталей и в методиках расчета технологических характеристик. Для АСТПП использовались методики проектирования технологических процессов, принятые на предприятии-заказчике. В качестве примера рассмотрим процесс проектирования вытяжки полусферических днищ. Работа с модулем начинается с ввода исходных данных (в случае автономной работы подсистемы). Р  ис. 7 Выбор схемы штамповки днища Входными данными для технологического модуля являются:
2. партия штампуемых деталей; 3. марка материала днища;
Ввод шифра обязателен, т.к. по нему происходит идентификация проектируемой технологии и конструкции соответствующей штамповой оснастки. Поэтому значение шифра должно быть уникальным (не может быть двух разных штампов с одним шифром). Заполнение поля "Шифр штампа" происходит в соответствии с правилами, принятыми на предприятии-заказчике. Для облегчения ввода марки материала и его свойств в АСТПП реализована справочная подсистема, содержащая данные о свойствах наиболее распространенных материалов днищ. В качестве источника данных для справочной подсистемы использовался стандарт предприятия-заказчика, регламентирующий использование на предприятии материалов и область их применения. Необходимая марка выбирается из списка, при этом поле "Предел прочности" заполняется автоматически. При необходимости данные о новых материалах можно легко добавить в справочную подсистему (рис.8), также предусмотрена возможность редактирования свойств уже введенных данных. После заполнения всех полей формы новый материал будет доступен при создании и редактировании записей.  Рис. 8 Форма для добавления нового материала В поле "Код детали" заносится значение шифра проектируемой детали в соответствии с шифром, указанном в задании на проектирование. Форма для ввода исходной информации для расчета представлена на рисунке 9.  Рис. 9 Форма для ввода исходных данных При проектирования нового технологического процесса необходимо создать новую запись. Это реализуется нажатием на кнопку "Добавить". После ввода всех исходных данных необходимо нажать на кнопку "Расчет". Теперь, выбрав закладку "Заготовка", пользователь получит результаты расчета заготовки, технологических характеристик процесса, а также выбор варианта конструкции штампа (рис. 10) Для получения результатов расчета штамповой оснастки и создания комплекта чертежей выбирается закладка "Штамп" (рис. 11). По рассчитанным размерам автоматически строятся твердотельная модель вытяжного штампа и комплект чертежей (сборочный чертеж и деталировка). В АСТПП заложены шаблоны различных вариантов конструкций штампов (принцип параметризации). Причем, для каждой конструкции созданы свои шаблоны пуансона, матрицы, прижима и выталкивателя. В зависимости от рассчитанных размеров и выбранной конструкции они перестраиваются. Из твердотельных моделей пуансона, матрицы, прижима и выталкивателя формируется сборка вытяжного штампа. На основе модели сборки АСТПП автоматически строит сборочный чертеж. Таким же образом строится деталировка. На рисунке 12 показан пример твердотельной модели матрицы, на рисунке 13 – процесс сборки модели вытяжного штампа.  Рис. 10 Результаты расчетов  Рис. 11 Результаты расчета штампа а   ) б) Рис. 12 Модель матрицы: а) эскиз; б) твердотельная модель  Рис. 13 Твердотельная модель сборки штампа На последнем этапе работы АСТПП идет процесс заполнения шаблона маршрутной карты (модуль "Маршрутная карта"). В систему был заложен стандартный бланк маршрутной карты предприятия-заказчика. Шаблон маршрутной карты содержит следующие поля:
Для заполнения поля «Наименование и содержание операции», выбран следующий метод: каждая операция, содержащаяся в нем, разбивается на три смысловые части: действие, объект и дополнение. Действие – активная составляющая в названии операции, с которой она всегда начинается. Действие всегда является глаголом Как правило, отвечает на вопрос «Что делать?». Объект – объект воздействия, т.е. составляющая операции, на которую направлено действие. Как правило, отвечает на вопрос «Что?» и стоит в винительном падеже. Дополнение – часть операции, которое поясняет действие. Чаще всего отвечает на вопрос «Как это сделать?» Ключевые слова технологического словаря, разбитые на отдельные смысловые группы, хранятся в отдельных таблицах базы данных. Каждое ключевое слово, содержащееся в отдельных таблицах, имеет свой уникальный код. Все три таблицы связаны между собой без обеспечения целостности данных, что позволяет пользователю одни и те же ключевые поля использовать в различных сочетаниях. Каждая из таблиц дополнительно связана по полю "Код Операции" с таблицей "НазваниеОп" (рис. 15), что позволяет распределить данные из таблиц еще и по типу операций, такая структура данных позволяет решить проблему технологического словаря. Поле маршрутной карты "Оборудование, приспособление, инструмент" заполняется путем выбора соответствующего объекта из базы данных. Соответственно, первоначально в базу данных была внесена информация об оборудовании предприятия-заказчика.   Р  ис.14 Структура таблицы "Действие" Рис.15 Схема данных технологического словаря Информация о конкретных технологических процессах хранится в двух таблицах – "ТП" и "Операции". В сущности, именно эти таблицы дают полное описание технологических процессов. Таблица "ТП" содержит информацию, необходимую для заполнения так называемой "шапки" маршрутной карты. Она содержит все сведения для ведения технологической документации. Таблица "Операции" содержит поля, в которых хранятся числовые значения идентификационных кодов таблиц, позволяющие формировать остальные не заполненные поля маршрутной карты. Форма для заполнения маршрутной карты представлена на рисунке 16. Заполненная маршрутная карта сохраняется под своим уникальным именем в виде отчета и может быть распечатана (рис. 17). Р  ис. 16 Форма заполнения маршрутной карты Рис. 17 Пример заполненной маршрутной карты АСТПП Созданная система позволяет значительно сократить время технологической подготовки производства: время проектирования технологического процесса, заполнение маршрутной карты и построение комплекта чертежей занимает не более 10 минут. Соответственно, сокращается время и всего производственного цикла и его стоимость. Использование АСТПП позволяет разгрузить инженеров-технологов, работающих в условиях недостатка кадров, и избавить их от рутинной работы. Список литературы:
|
Похожие:
 | П-3 или п-5(м) предприятия на 3 последние отчетные даты (для предприятий с сезонным характером деятельности за 5 отчетных периодов)... | | Перечислите все страны Шенгенского соглашения, в которых Вы бывали за последние три года и укажите даты пребывания |
| Под этим подразумевается не только механизм зарабатывания денег, но и налоговое планирование. Еще до регистрации в качестве индивидуального... |  | Применяется этот термин и для обозначения межотраслевого и межпрофессионального разделения труда, производства и обмена—кооперирование... |
| Цель работы: на примере одного или нескольких организационно-функциональных процессов (бизнес-процессов) предприятия по выбранным... | | Не последнюю роль в современной украинской политике играет также реальный и выдуманный «компромат». Расследование Юрия Вильнера,... |
| Рубежом, вправе соотечественники, проживающие за рубежом, либо соотечественники, являющиеся иностранными гражданами (лицами без гражданства),... | | Целью этого издания является обновление материала с учетом достижений науки и производства за последние годы |
| Вашему вниманию образец согласия на русском языке, которую необходимо оформить для детей до 18 лет, путешествующих с одним из родителей... | | При этом удовлетворение требований одного из кредиторов (нескольких кредиторов) приведет к невозможности исполнения мной денежных... |