Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ конструкторско-технологической подготовки производства, задачи исследований
1.1. Проблема внедрения систем автоматизированного проектирования как один из главных вопросов компьютеризации производства предприятий 7
1.2. Факторы, влияющие на выбор системы конструирования и подготовки производства для реализации сквозного проектирования на предприятии 13
1.3. Аналитический обзор систем автоматизированного проектирования, применяемых в машиностроении 21
1.4. Системы автоматизации конструкторско-технологического назначения в структуре систем автоматизированного проектирования технологических процессов 40
1.5. Роль и функции систем автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства 49
1.6. Цель работы и задачи исследований 52
Выводы 53
Глава 2. Интеграция и моделирование автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства на предприятии
2.1. Интеграция систем автоматизированного проектирования — основа создания единого информационного пространства предприятия 54
2.2. Автоматизированная система управления проектными данными и проектными процессами 62
2.3. Компьютерные сети в комплексе автоматизации подготовки производства 69
2.4. Организация конструкторского и технологического проектирования в единой информационной среде предприятия 77
Выводы 97
Глава 3. Проектирование и элементы внедрения системы автоматизации конструкторско-технологического назначения
3.1. Классификация объектов в системе автоматизации конструктор-ско-технологического назначения 98
3.2. Представление знаний в системе автоматизации 108
3.3. Внедрение системы автоматизации конструкторско-технологического назначения - 122
3.4. Разработка базы знаний и базы данных в информационной модели системы автоматизации 130
3.5. Выбор методов поиска оптимального решения системе автоматизации 155
3.6. Принятие решений в системе автоматизации 172
3.7. Апробация результатов исследований 176
Выводы 177
Заключение 179
Приложения 181
Библиографический список
- Факторы, влияющие на выбор системы конструирования и подготовки производства для реализации сквозного проектирования на предприятии
- Системы автоматизации конструкторско-технологического назначения в структуре систем автоматизированного проектирования технологических процессов
- Автоматизированная система управления проектными данными и проектными процессами
- Внедрение системы автоматизации конструкторско-технологического назначения
Введение к работе
Современный этап развития машиностроения характеризуется широким внедрением новейших достижений науки и техники, обеспечивающих повышение технико-экономической эффективности производства посредством сокращения длительности процесса проектирования и внедрения в производство новых, более совершенных видов машин, оборудования и т.д. Сокращение сроков проектирования на всех этапах цикла вновь создаваемых изделий является на сегодняшний день важнейшей задачей. Одним из направлений решения этой проблемы является создание и развитие систем автоматизации проектирования (САПР).
Как правило, информации участвующей в технологической подготовке производства много, она разнопланова, разнородна, частично хранится в электронном виде, частично - на бумажных носителях, частично - в памяти сотрудников. Чтобы работать с таким количеством информации необходимо понимать ее структуру, то есть знать, какого рода знания имеются на предприятии, к каким категориям и предметным областям относятся, где и в каком виде хранятся.
В настоящее время в современных автоматизированных системах технологического проектирования применяется типовой метод классификации изделий. При этом методе классификации детали разбиваются на возможно большее количество групп, объединенных общностью технологических задач, возникающих при изготовлении.
Данная классификация деталей и сборочных единиц при постоянно расширяющейся номенклатуре выпускаемых изделий является препятствием для создания систем автоматизации (СА) конструкторско-технологического назначения.
Основной целью создания данных систем является простота и удобство представления знаний для структурного и параметрического синтеза в процессе проектирования технологического процесса.
Отсюда следует считать разработку методов проектирования системы автоматизации конструкторско-технологического назначения актуальной задачей теоретического и практического аспектов.
Цель работы. Задача технологического проектирования характеризуется оригинальностью и многовариантностью принимаемых решений. Поэтому создание эффективной структуры системы автоматизации конструктор ско-технологического назначения становится целью данной диссертационной работы.
Методы исследования. Теоретическая часть работы представлена:
исследованиями методов организации хранения и поиска информации в САПР технологического проектирования;
исследованиями методов представления знаний о машиностроительных объектах в системах автоматизации конструктор ско-технологического назначения;
исследованиями методов классификации объектов систем автоматизации конструкторско-технологического назначения;
исследованиями стратегий поиска знаний и принятия решений в системах автоматизации.
Научную новизну работы определяют:
предлагаемый метод классификации объектов СА конструктор ско-технологического назначения, в основе которого лежит представление изделия машиностроения как совокупности конструктор ско-технологических элементов (КТЭ), каждому из которых соответствует один или несколько методов обработки с соответствующим режущим инструментом, технологической оснасткой и средствами измерения;
разработка теоретического прототипа СА в виде системы, основанной на знаниях, обладающей способностью к самообучению и накоплению новой информации и возможностью актуализации накапливаемой информации, а не в виде системы управления базами данных (СУБД), используемых в современных САПР ТП;
модель представления знаний в СА в виде набора правил эвристических знаний (эвристик), т.е. неформальных правил рассуждения, вырабатываемых специалистом на основе опыта его деятельности;
разработка алгоритмов прямого и обратного логического выбора решения с помощью метода прямого доступа — метода явных ссылок, который по некоторому описанию сущности КТЭ, имеющемуся в рабочей памяти, находит в базе знаний объекты, удовлетворяющие этому описанию, что позволяет отсечь неперспективные пути поиска альтернатив и устранить необходимость полного перебора всех возможных вариантов решения. При этом качество получаемых решений не зависит от субъективных суждений специалиста, а определяется содержимым базы знаний системы.
На основе предложенного подхода представления знаний, формирования правил поиска, задача принятия решений сводится к решению задачи параметрической оптимизации - к расчету или выбору числовых значений параметров элементов.
Практическая значимость. Системы автоматизации в процессе кон-структорско-технологического проектирования позволят обеспечить:
единство конструкторско-технологической информации в информационном пространстве предприятия;
создание единых справочников технологической оснастки и инструментов, видов работ, видов операций и т. д.;
организацию параллельной работы нескольких специалистов в процессе проектирования;
поиск необходимой информации по различным атрибутам и т.д.
Повышение производительности труда технолога в процессе проектирования технологических процессов при использовании СА становится возможным по трем основным направлениям:
совершенствование системы проектирования, включая систематизацию самого процесса проектирования и улучшение труда;
комплексная автоматизация умственно-формальных, нетворческих функций технолога в процессе проектирования;
разработка имитационных моделей для машинного воспроизведения деятельности человека, его способности принимать проектные решения в условиях полной или частичной неопределенности создавшихся ситуаций.
Наибольшая эффективность использования СА будет достигнута при ее полной интеграции с системой автоматизированного проектирования, используемой на предприятии.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на V Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2004); на III Международном технологическом Конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (Омск, 2005); на заседаниях кафедры «Системы автоматизированного проектирования машин и технологических процессов» Омского государственного технического университета.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка литературы. Содержит 189 страниц машинописного текста, 75 рисунков, 4 таблицы, 3 приложения, библиографический список, включающий 99 наименований.
Факторы, влияющие на выбор системы конструирования и подготовки производства для реализации сквозного проектирования на предприятии
Теоретические основы САПР сформировались в 70-х годах прошедшего столетия. В основу идеологии положены разнообразные математические модели абстрактного изделия. Объекты рассматривают с точки зрения различных специальностей, применяются различные методы получения параметров: геометрические, технологические и т.п. Именно разнообразие моделей привело впоследствии к классификации CAD/CAM/CAE/PDM и к более глубокой специализации внутри каждого раздела, а именно [49]: - CAD (Computer Aided Design) - системы автоматизированного конструирования; - CAM (Computer Aided Manufacturing) - автоматизированные системы подготовки производства; - САЕ (Computer Aided Engineering) - автоматизированные системы инженерного анализа, модули для решения прикладных задач; - PDM (Product Data Management) - системы управления проектами и проектными данными.
Важность геометрической модели трудно переоценить, поскольку любые предметы описываются в первую очередь геометрическими параметрами.
Традиционный способ двухмерного геометрического моделирования состоял в применении линейки, циркуля и транспортира на чертежной доске или кульмане. Для повышения точности построения выдерживают в максимально возможном масштабе. При этом максимальная погрешность составляет не менее ОД мм, а при задании угловыми значениями — не менее 1 мм на одном метре. Таковы пределы точности при геометрическом моделировании на кульмане.
Появление ЭВМ стало благоприятной предпосылкой для развития машинной графики, которая включила в себя дисциплины геометрического моделирования и вычислительной геометрии. Основная их задача состоит в решении геометрических задач в аналитической и вычислительной (алгоритмической) форме [58].
К началу 80-х математический аппарат плоского геометрического моделирования был уже достаточно хорошо сформирован для того, чтобы обеспечить дальнейшее развитие двухмерных CAD-систем. С появлением персональных компьютеров внедрение «электронных кульманов» приняло массовый характер.
Инженеры сразу же оценили такие преимущества, как автоматизация построения геометрических элементов, копирование фрагментов, простота редактирования геометрической и текстовой информации, автоматическая штриховка и нанесение размеров, точность и качество документации, компактность хранения. Более того, внедрение компьютерного черчения практически не требовало изменения традиционного подхода к проектированию, что поначалу было воспринято как важнейшее преимущество 2D систем по сравнению с системами объемного 3D моделирования.
Отметим два основных подхода к плоскому моделированию, которые получили развитие в CAD-системах. Первый условно можно назвать чертежным, второй - твердотельным [39].
В чертежном способе основными инструментами являются отрезки, дуги, полилинии и кривые. Базовыми операциями моделирования на их основе являются продление, обрезка и соединение.
Первые системы трехмерного геометрического моделирования создали каркасное представление геометрии. Сразу же вслед за каркасно-точечным появилось триангуляционное представление поверхностей. Появление ме тодов математического задания сложных поверхностей позволило строить линии их пересечения и сшивать из поверхностей трехмерные модели.
Затем появилось твердотельное моделирование, при котором все составляющие тело поверхности сшиты друг с другом с определенной точностью и образуют правильный замкнутый геометрический объем образца.
Следует отметить, что твердотельное моделирование позволяло не только существенно сократить время моделирования, но и точно определять массо-инерционные характеристики моделей, что было особенно ценно для аэрокосмической промышленности при создании изделий, в которых важно было минимизировать их вес. Но самое главное - твердотельное представление модели позволило создать процедуры работы со сборками.
В твердотельном способе основными инструментами являются замкнутые контуры; остальные элементы играют вспомогательную или оформительскую роль. При этом главными являются булевы операции объединения, вычитания, пересечения.
При всех своих неоценимых достоинствах плоское представление, а самое главное - система чертежных размеров однозначны лишь до определенного уровня сложности конфигурации изделия. С развитием судостроения, автомобильной и авиационной промышленности было введено понятие неаналитических кривых - сплайнов. Сплайны невозможно точно описать системой линейных, угловых и дуговых размеров. Даже более компактный способ описания — табличный — применим лишь к контрольным точкам кривой, но никак не к её полному и однозначному описанию.
Идеология систем объемного моделирования базируется на объемной модели. Однозначность модели по сравнению с чертежом несет в себе залог безошибочного взаимодействия всех участников процесса проектирования и подготовки производства. Кроме того, обмен данными на базе этой модели позволяет избежать повторного ввода информации, которым так страдают традиционные производства, пусть даже и оснащенные «электронными кульманами».
Очевидно, что работа в пространстве требует несколько иных навыков, нежели традиционное черчение, но это совсем не означает, что для получения поверхности требуется рассчитать и ввести в компьютер координаты каждой точки.
Системы объемного моделирования базируются на методах построения поверхностей на основе плоских и неплоских профилей. В общем случае профиль - это объект, описываемый отрезками, дугами и кривыми.
Иными словами, современные методы проектирования поверхностей позволяют строить объекты, основываясь на минимальном количестве исходных данных. Например, одним из наиболее распространенных методов, которым можно описать широкий класс объектов, является движение профиля вдоль направляющей
Системы автоматизации конструкторско-технологического назначения в структуре систем автоматизированного проектирования технологических процессов
На современном этапе интенсивное развитие машиностроительного производства характеризуется следующими основными особенностями [4]: - непрерывным расширением номенклатуры производимых машин в существующих и новых отраслях народного хозяйства, увеличением типоразмеров производимых машин; расширением диапазона размеров изделий; - унификацией и стандартизацией машин и их элементов, производимых во внутриотраслевых, общегосударственных и межгосударственных масштабах; - увеличением программы выпуска изделий на отдельных предприятиях вследствие специализации и кооперирования производства; - повышением частоты смен производимых изделий более совершенными и, как следствие, сокращение сроков и средств на подготовку производства новых объектов; - непрерывным усложнением конструкции новых изделий; повышением эксплуатационных показателей (технический уровень, надежности, эргономические и эстетические характеристики), улучшением показателей производственно-технологических (технологичность конструкции) и экономических (капиталовложения при производстве и эксплуатации машины, себестоимость ее изготовления, себестоимость единицы продукции, изготовляемой машиной), повышением точности изготовления деталей и качества их поверхностей;
- расширением использования новых материалов (легированных сталей, сплавов специального назначения, неметаллических материалов, металлокерамики, легких сплавов, жаропрочных и труднообрабатываемых сплавов композитных материалов, сплавов с особыми физическими свойствами);
- широким применением термического, химико-термического и других методов упрочняющей технологии, значительно повышающих долговечность и безотказность работы машин, увеличивающих межремонтный цикл их эксплуатации и уменьшающих количество запасных частей;
- повышением точности и трудоемкости изготовления заготовок, снижением трудоемкости предварительной механической обработки, узловой и общей сборки (уменьшение пригоночных работ, механизация сборки); увеличением трудоемкости отделочной обработки в результате повышения точности изготовления деталей;
- повышением уровня автоматизации на всех технологических процессах машиностроительного производства, начиная от процессов выполнения заготовок до общей сборки изделий; дальнейшим развитием комплексной механизации и автоматизации производства на основе применения «безлюдной» технологии;
- последовательным переходом к гибким быстропереналаживаемым технологическим системам и участкам, управляемым от ЭВМ;
- расширением области научных исследований не только для решения текущих, но и перспективных технологических задач, использованием результатов этих исследований как основы для проектирования высокопроизводительных технологических процессов механической обработки и сборки, дальнейшего развития типовых и групповых технологических процессов; - расширением области применения систем автоматизации про ектирования технологических процессов как основы для снижения трудоем кости проектных работ, повышения их качества путем оптимизации проект ных решений и высвобождения технологов от рутинной работы.
Проектирование технологических процессов всегда отличалось сложностью и трудоемкостью. Его выполняют за несколько последовательных стадий. Вначале делают предварительные наметки при решении частных и общих вопросов проектирования; на последующих стадиях эти наметки
уточняют и конкретизируют на основе детальных технологических расчетов. В результате последовательного уточнения получают законченные разработки технологического процесса. К правильному и приемлемому решению обычно удается приблизиться после сравнения нескольких технологических вариантов.
Одним из первых методов оптимизации процесса технологического проектирования является типизация технологических процессов, предложенная профессором А.П. Соколовским в конце 30-х годов прошлого века [6]. Первым этапом типизации технологических процессов стала классификация деталей машин. Детали были разбиты на следующие классы по общности технологических задач, возникающих при их изготовлении: валы, втулки, диски; эксцентричные детали (например, коленчатые валы), крестовины, рычаги, плиты, стойки, угольники, балки, зубчатые колеса, фасонные кулачки, ходовые винты и червяки, мелкие крепежные детали. Каждый класс деталей подразделяется на группы, подгруппы и типы. Типовая деталь объединяет совокупность деталей, имеющих одинаковый план (маршрут) операций, осуществляемых на однородном оборудовании с применением однотипных приспособлений и инструментов.
Следствием данной классификации технологические процессы стали подразделятся на единичные, типовые и групповые. Единичные технологические процессы разрабатывают на изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства, типовые - на группу изделий с общими конструктивными признаками, групповые — на конструктивно и технологически сходные изделия.
Проектирование ТП сводится к решению группы задач, которые относятся к задачам анализа и синтеза. Понятие «синтез» технологического процесса в широком смысле этого слова близко по содержанию к понятию «проектирование». Однако здесь есть разница, которая заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки технологического процесса, а синтез характеризует создание варианта технологического процесса необязательно окончательного. Синтез, как задача, может выполняться при проектировании много раз, сочетаясь с решением задач анализа. Анализ технологического процесса или операции - это изучение их свойств; при анализе не создаются новые технологические процессы или операции, а исследуются заданные. Синтез направлен на создание новых вариантов технологических процессов или операций, а анализ используется для оценки этих вариантов.
Автоматизированная система управления проектными данными и проектными процессами
Внедрение информационных технологий меняет не только содержание традиционных процессов проектирования и подготовки производства, но и требует внесения коренных изменений в организацию работ по постановке на производство новых изделий. При традиционной схеме проектирования и производства образцы новых изделий создаются в условиях опытного производства. При этом выполняется весь комплекс работ по подготовке производства, проектированию технологических процессов, проектированию и изготовлению технологической оснастки.
Современные информационные технологии предоставляют новые возможности, позволяющие принципиально изменить эту схему. Ключевым моментом реализации информационных технологий является электронный обмен данными (описывающими изделия, процессы жизненного цикла изделия и среду, в которой протекает цикл изделий) в условиях формирования корпоративного единого информационного пространства.
Единое информационное пространство предприятия - проблемно-ориентированная интегрированная информационная среда, содержащая распределенную информационную систему со структурированной совокупностью информации и инструментальных программных средств, оперативно доступной с помощью системы PDM - системы управления проектными данными и документооборота [95].
На рис. 2.5 представлены основные компоненты формирования единого информационного пространства предприятия при конструировании, технологической подготовки производства и изготовлении изделий.
В настоящее время на рынке PDM сложилась ситуация, когда предлагается достаточно большое количество самых разных систем управления данными, начиная от систем корпоративного уровня и заканчивая системами электронного офисного документооборота. Для того чтобы представить назначение различных систем PDM в ряду себе подобных, необходима их классификация.
Первые системы PDM появились в конце 80-х - начале 90-х годов. Они предназначались для обеспечения эффективной работы над одним сложным изделием группы разработчиков, то есть конструкторов, технологов и т.д. В то время системы PDM представляли собой дополнительное к САПР программное обеспечение, которое отслеживало состав всех файлов и ка талогов, относящихся к разрабатываемому изделию. Это было необходимо для обеспечения целостности, непротиворечивости и актуальности данных. В начале 90-х годов даже самые развитые, так называемые тяжелые промышленные САПР ограничивались только трехмерным твердотельным групповым проектированием сборок. Информационное обеспечение работы с такого рода сборками было выделено в самостоятельную задачу, реализация которой и дала импульс к появлению на рынке систем PDM первого поколения. Как правило, подобные PDM имели прямой интерфейс в CAD-системах, встроенную СУБД и генератор отчетов для вывода спецификаций на изделие целиком [30].
При таком подходе исходными данными для работы PDM становились, во-первых, структура изделия, которая получалась напрямую из среды параллельного проектирования САПР, и, во-вторых, структура отношений между участниками проекта, которая задавалась в ходе выполнения административных задач по адаптации PDM на конкретном подразделении предприятия. Кроме того, система PDM должна была управлять дополнительной производственной информацией, относящейся к проекту в целом.
Системы PDM первого поколения позволяли устранить несогласованность автоматизированной работы группы проектировщиков, а их область применения ограничивалась рабочей группой. Именно упорядочение, рационализация и координация движения проектной информации внутри группы конструкторов-проектировщиков и достигались за счет применения систем PDM первого поколения.
Для интеграции систем PDM в общий производственный процесс необходимо было выходить за рамки проектных групп и включать в информационный обмен руководящее звено, технологические и плановые подразделения.
Характерной задачей PDM второго поколения стало обеспечение управления всеми проектными данными в соответствии с правилами, устанавливаемыми для участников на каждом этапе работ над изделием. Таким образом, первостепенным стало решение задачи управления жизненным циклом изделия, которое является актуальным и в настоящее время. Параллельно решалась также задача интеграции с модулями систем MRP (Manufacturing Resource Planning) материально-ресурсного планирования производства. Областью применения систем PDM второго поколения стали группы и подразделения предприятия, непосредственно занятые в процессе производства. Использование такого рода систем PDM должно было существенно сократить потери на организацию доступа к информации, особенно при выполнении работ над образцами новой техники.
В середине 90-х зародилась идея, впоследствии ставшая известной под названием «Полное электронное определение изделия». Ее суть заключалась в полном охвате всех информационных потоков, касающихся изделия, независимо от того, где, кем и для чего была произведена информация. В основе лежало предположение, что не конструкторы задают структуру изделия, а структура изделия диктуется, пусть и опосредованно, составом характеристик и существенных параметров изделия.
Для появившихся в период 1996-1998 годов систем PDM третьего поколения характерна полная реализация идеологии «клиент-сервер», реализация СУБД на базе производительных ядер типа Oracle, реализация взаимодействия с системами планирования и управления ресурсами предприятия, а также вызов клиентских модулей через унифицированный пользовательский графический интерфейс. Системы PDM третьего поколения обладают следующими функциональными возможностями: - контроль структуры изделия; - контроль жизненного цикла изделия; - контроль версий информационных объектов; - генератор спецификаций.
Современные системы четвертого поколения PDM в наиболее полном объеме реализует функции управления составом изделия, структурой всех его составных частей, деталей, узлов и агрегатов. Кроме того, в управляемую структуру входят и дополнительные структурированные информационные объекты, состав которых отражает все необходимые данные для организации работ по производству самого изделия — структура оснастки, инструментального парка, операций и переходов, технологических приемов.
Современная система PDM управляет и обеспечивает обмен данными о структуре изделия и вносимых в него изменениях, обеспечивает взаимодействие с любыми корпоративными приложениями в рамках определения и управления действий по внесению изменений в изделие, за счет чего упрощаются процессы совершенствования и модификации, благодаря чему пользователь получает согласованное представление об изделии на протяжении всего его жизненного цикла [43].
Внедрение системы автоматизации конструкторско-технологического назначения
Основная цель интеграции различных систем CAD/CAM/CAE на предприятии — это создание единого информационного пространства предприятия для объективной и оперативной оценки текущей ситуации, оперативного принятия оптимальных решений, ликвидации информационных и организационных барьеров между управленческим и технологическим уровнями.
Для получения конечного результата - эффективной интеграции промышленных и информационных технологий необходимо, на основе системного подхода к решению всего комплекса задач проектирования, производства, реализации, эксплуатации продукции, создать на предприятии распределенную информационную систему со структурированной совокупностью информации и инструментальных программных средств.
Методологии построения единого информационного пространства предприятия (ЕИПП) могут быть различными [32]. На сегодняшний день предлагается выделить пять основных направления создания ЕИПП: - разработка структуры ЕИПП конкретного предприятия по его индивидуальному заказу фирмой разработчиком программных систем; - постепенная интеграция систем автоматизации подготовки производства путем разработки или приобретения предприятием отдельных пакетов, каждый из которых решает отдельные функциональные задачи предприятия; - приобретение мощной системы комплексной автоматизации, состоящей из многих функциональных модулей, работающих в единой информационной среде системы и частично адаптированных к особенностям предприятия; - создание ЕИПП из отдельных систем, подсистем, пакетов, имеющих возможность представления своих выходных данных и знаний в информационной среде предприятия; - ускоренное создание ЕИПП конкретного предприятия под его индивидуальный заказ с применением инструментальной программной системы при участии специалистов предприятия.
Каждое направление поддерживается различными программными продуктами, опирается на разные методы и технологии комплексной автоматизации, требует различных затрат предприятия и приводит к различным конечным результатам.
Выбор направления автоматизации является одним из ключевых вопросов начальных этапов реконструкции предприятия, определяющим методологию дальнейших работ, приобретаемые программно-технические комплексы, и, в целом, эффективность автоматизации на долгие годы. Конечно, выбор направления зависит от реальных условий состояния предприятия и должен определяться на этапе концептуального проектирования [70].
В большинстве случаев разработка общей корпоративной среды заключается в создании единой информационно-вычислительной сети (ИВС) и структурного подразделения - информационно-вычислительного центра (ИВЦ) на предприятии (рис. 2.14).
Таким образом, становится очевидным, что комплексная автоматизация на основе новых информационных технологий требует индивидуального проектирования ЕИПП для каждого предприятия. При этом, как правило, необходимы изменения его организационной структуры и технологий решения функциональных задач, методов представления, обмена производственными данными и знаниями.
ЕИПП каждого предприятия имеет свои специфические особенности, что требует специальной разработки, а не тиражирования ранее разработанных систем автоматизации других предприятий или приобретения готовых законченных систем.
Каждое предприятие имеет отличные от других состав и структуру прикладных систем, базы данных, инженерные знания, системы документирования. Более того, за счет введения соответствующих правил и процедур, отражающих инженерные знания, можно индивидуализировать каждое рабочее место предприятия. Это создает условия для эффективной и комфортной работы каждого специалиста. Структурная схема общей информационной среды предприятия представлена на рис. 2.15.
При этом правила формирования состояния объектов и ресурсов для их производства, определение их характеристик представляют совокупность инженерных знаний. Их можно разделить на специализированные и базовые, инвариантные к объекту производства. Такая обобщенная совокупность знаний представляет базу знаний конкретного производства. Для проектирования таких сложных, плохо формализуемых систем, как СА и объекты их про
изводства, базы знаний включают кроме декларативных и алгоритмических процедур интеллектуальные знания в виде логико-лингвистических моделей. СА предприятия представляет собой непрерывно развивающуюся систему [10].
Таким образом, единая информационная среда предприятия строится на основе унифицированного представления и обмена данными и знаниями всех систем, входящих в ЕИПП, общей базе данных и моделей их обработки, соблюдения стандартов, позволяющих обмениваться информацией с внешними системами.
Существенным моментом также является и то, что на каждом этапе проектирования создается не только информационный образ изделия, но также параметризованная процедура его проектирования. Это позволяет зафиксировать в базе знаний сам процесс создания нового объекта и использовать его для ускоренной конструкторско-технической подготовки и управления производством при выполнении заказа на производство изделия определенного класса. Техническая подготовка и управление производством изделия осуществляются на основе созданных процедур путем введения только данных о параметрах требуемого изделия.
Можно выделить ряд задач технологического проектирования, решаемых на разных стадиях создания модели изделия с применением систем автоматизации. Исходными данными для решения этих задач является электронная конструкторская документация (электронная модель изделия, спецификации, технические условия и т.д.).
Главной задачей технологического проектирования в общей информационной среде предприятия является создание технологической части проекта изделия как важнейшего компонента электронного описания изделия.
На ранних стадиях технологического проектирования модели изделия выбор готовых и типовых решений позволит сократить сроки проектирования, а также устранить ошибки в конструкции изделия при отработке его на технологичность.
Используя электронную информацию об изделии, СА в процессе технологического проектирования производит подбор необходимого оснащения, инструмента, и других данных необходимых технологу при разработке технологической модели объекта.
Многие разновидности производственной деятельности на предприятии, которые приходится анализировать при выборе оптимального решения, развиваются как случайные процессы.
Для того, чтобы вычислить числовые параметры, характеризующие эффективность в принятии решений при конструировании машин и управлении производством, нужно построить вероятностную модель процессов, учитывающую сопровождающие эти процессы случайные факторы.
