5.2. Работа с информацией

В ходе процесса проектирования собирается, обрабатывается и выдается информация. В плане наполнения единого информационного пространства предприятия данными о ресурсах, необходимых для производства изделий, наиболее важным является этап конструкторско-технологической и технической подготовки производства (далее ТПП).

На этапе технической подготовки производства оказывается наиболее важным соблюдение следующего простого принципа: технологии не должны возникать и храниться отдельно от состава изделия, объединение в рамках единого информационного пространства (физически – единой базы данных) информации о составе и ресурсах представляет собой идеологическую платформу, которая впоследствии позволит использовать эту информацию для проведения любых сводных расчетов, основанных на конструкторско-технологических данных, а также для решения вопросов производственного планирования и оперативного управления производством.

Подобный способ организации хранения информации обеспечивает реальную коллективную работу и хранение информации в виде сквозного технологического процесса. Единое информационное пространство сводит к минимуму количество ошибок при проектировании, а коллективное использование накопленного опыта позволяет резко увеличить производительность труда технологов и, следовательно, сократить время технической подготовки производства.

Информация различна по виду, содержанию и объему. Появляющуюся в процессе проектирования информацию подразделяют на: входную; нормативно-справочную (база данных); промежуточную и выходную. Вводимой информацией для конструирования является постановка задачи. Нормативно-справочная информация содержится в специализированной базе данных и доступна конструктору на любом шаге проектирования. Промежуточная информация образуется и накапливается в процессе проектирования. Выходная информация – это разработанная конструктором необходимая для производства изделия технологическая информация.

Единое информационное пространство включает в себя данные об оборудовании, его расстановке по цехам и участкам, техническом состоянии и графике ремонтов (для Управления главного механика). Так как эта информация ведется в общей системе, имеется возможность назначить задания по единицам оборудования, рассчитать загрузку и потребность цехов и участков в материалах, инструменте и комплектующих для выполнения производственной программы, а также суммарное количество нормо-часов по единицам оборудования. Все перечисленное выполняется в автоматизированном режиме и в соответствии с планами подразделений, технологией и реально имеющимся оборудованием. Если предприятие располагает средствами регистрации фактического изготовления, можно вести учет на различном уровне в зависимости от вида производства и решаемых задач: от укрупненного номенклатурного до точного пооперационного.

Конечной целью проектирования является производство. Методика компьютерного проектирования, в частности процесса изготовления типовой детали в производстве, основывается на этапах традиционного проектирования и состоит из следующих основных стадий:

1. ввод исходных данных (ввод оперативной и нормативно-справочной информации). Для разработки технологического процесса изготовления детали сначала необходимо ввести в систему исходные данные, которые можно разделить на три основные группы:

   • геометрические параметры заданной детали;

   • величина технологического припуска на деталь;

   • геометрические параметры и механические свойства исходного материала, из которого планируется изготавливать заготовку;

2. обеспечение технологичности детали: анализ технологических возможностей данного конкретного производства; оценка технологичности конструкции заданной детали и ее геометрическое моделирование; проверка возможности изготовления детали выбранным способом на данном производстве; разработка рекомендаций по улучшению технологичности детали и корректировке ее конструкции: формирование требований к конструкции детали для будущих разработок;

3. математическое моделирование технологического процесса; расчет его параметров и режимов обработки;

4. проектирование маршрутного (укрупненного) технологического процесса изготовления детали;

5. проектирование операционного (подробного) технологического процесса изготовления детали с учетом выбора оборудования, оснастки, инструмента, режимов обработки, а также с учетом требований техники безопасности;

6. расчет экономических параметров, в том числе основного, вспомогательного и штучного времени, времени обслуживания и отдыха и пр. Опираясь на подготовленную в единой системе информацию об изделиях, их структуре и технологиях изготовления, легко перейти к решению задач планирования, а именно расчету различных сводных показателей для изделий и заказов. Для планово-экономических отделов, а также отделов снабжения важно оперативное получение различной сводной информации о необходимых для производства ресурсах по изделиям и заказам. При организации единого информационного пространства эти сведения, сгруппированные по любым параметрам, могут быть получены в виде отчетов на экране или бумаге;

7. корректировка технологического процесса изготовления детали с учетом особенностей данного производства;

8. разработка управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением ЧПУ, на котором планируется изготавливать деталь. На этапе технологической подготовки производства формируются управляющие программы станков с числовым программным управлением для операций фрезерной, токарной, электроэрозионной обработки, решаются задачи оптимального раскроя листового материала. При реализации единого информационного пространства получаемая траектория движения инструмента становится частью технологического процесса, а файл управляющей программы наравне с другими конструкторско-технологическими документами размещается в электронном архиве;

9. проектирование инструмента и технологической оснастки и разработка управляющих программ для оборудования с ЧПУ, на котором планируется их изготовление;

10. выпуск комплекта технологических документов (маршрутных и операционных карт, карт эскизов и др.).

Сбор информации включает в себя сам сбор, просмотр, оценку и выбор информации, т.е. селекцию документации, поступающей на предприятие. Подготовка информации включает преобразование информации в машинное представление. Вызов информации – это такие действия, как поиск информации в памяти, а также выбор и выдача информации в требуемом виде.

При этом предъявляются особые требования к информации, поступающей от пользователя:

1. информация должна быть надежной, т.е. достоверной и для случаев прогнозирования;

2. быть информационно чистой, т.е. быть научно точной и однозначной;

3. быть объемной и насыщенно краткой, т.е. содержать текст и рисунки, необходимые для описания детали или процесса;

4. иметь определенную форму или указание на то, в какой форме должна даваться информация;

5. быть оригинальной, т.е. сохранять свой оригинальный характер;

6. быть комплексной, т.е. иметь определенную степень сочетаемости символов информации, элементов информации и информационных единиц в информационные комплексы;

7. обладать определенным уровнем дискретности, т.е. дробности, в которой информация представляется потребителю.

Любое техническое задание может быть решено различными способами. Поэтому особое значение имеет развитие и использование при проектировании оценочных методов. Оценочные методы используются в единичных случаях и на конкретной стадии проектирования. К важнейшим оценочным методам относятся технико-экономическая оценка по DIN 2225, по Кессельрингу и анализ на получение максимального дохода.

При целевой оценке исходят из определения минимального и максимального значений показателя для каждого возможного решения. Это позволяет учесть влияние надежности выводов по различным целям и возможностям решений на конечный результат.

Если выбирают непосредственное (прямое) распределение оценок (весов), то выводят минимальный и максимальный целевой итог для всех возможных решений. На конечном этапе с учетом отправной (опорной) величины оценки определяют, нужно ли проводить анализ оценки и по каким критериям.

Общая эффективность определяется по методу прямой, дуги или гиперболы. Определение общей эффективности методом гиперболы наиболее пригодно, так как действует с прогрессирующим снижением, если используются решения с неуравновешенными эффективностями.

Заключительной стадией проектирования является корректирование графической части технической документации на основе проделанных оценок принятых конструктивных решений. В традиционном понимании изменение означает непосредственное изменение содержания чертежа.

Применительно к системам изготовления графических представлений на ЭВМ это означает манипулирование с данными, представляющими чертеж в ЭВМ.

Задачи изменения геометрии можно разделить на две группы: группу манипуляций без изменения топологии и группу манипуляций с изменением топологии.

Сохраняющие топологию манипуляции позволяют осуществить изменения размеров деталей, причем геометрические элементы не изменяются и не прибавляются к детали. Изменяющие топологию манипуляции позволяют производить добавление и стирание элементов в машинном представлении геометрии.

Таким образом, информационные технологии (ИТ) привели к кардинальному изменению среды создания и формы представления технической информации: конструкторско-технологическая документация во многих отраслях промышленности все в большей степени создается в среде интегрированных систем автоматизированного проектирования и производства (CAD/CAM/CAE).

Решение каждой из десяти перечисленных выше задач и всех задач в едином комплексе является огромной проблемой и в настоящее время для специалистов САПР.