Введение к работе
Актуальность проблемы. Камнеобрабатывающие предприятия России, связанные с комплексной обработкой природного камня, испытывают острую необходимость в совершенствовании научных методов обеспечения высокого и стабильного качества выпускаемой продукции, снижения ее себестоимости, повышения эффективности производства и достижения тем самым конкурентоспособности на мировом рынке Для решения этой проблемы следует качественно повысить уровень организации производственной деятельности предприятий, который базируется на научных принципах современных промышленных, информационных и коммуникационных технологий Использование этих инновационных технологий требует выявления закономерностей и разработки баз знаний в области системных методов и средств автоматизированного проектирования объектов и процессов обработки природного камня
Модернизация камнеобрабатывающей отрасли на основе концепции гибкого компьютерно-интегрированного производства (КИП-ОМ) позволяет решить многие из поставленных целевых задач, таких как возрастание мобильности, расширение номенклатуры и стабилизация качества продукции, д остижение открытости к новациям и непрерывному совершенствованию технологических и производственных процессов, повышение эффективности производства и обеспечение конкурентоспособности выпускаемых изделий
Важным этапом создания гибкого компьютерно-интегрированного камнеоб-рабатывающего производства является разработка системных методов организации процессов художественного и технического проектирования сложных промышленных изделий из камня, отвечающих непрерывно возрастающим требованиям потребителей Причем эти методы неразрывно связаны с технологической подготовкой производства новой продукции на оборудовании с программным управлением, а также с организацией и управлением проектными работами Применение мощных средств современных информационных технологий становится возможным и эффективным при хорошо структурированном и систематизированном объекте Поэтому выполнение системного анализа камнеобрабатывающего производства как объекта его гибкой автоматизации на основе современных информационных технологий становится актуальной научной проблемой
Работа выполнена в лаборатории компьютерного дизайна кафедры "Технология художественной обработки материалов" Московского государственного горного университета по плану госбюджетных НИР
Цель работы заключается в разработке научных методов системного проектирования и технологической подготовки производства сложных изделий из природного камня как первоочередной задачи создания компьютерно-интегрированного камнеобрабатывающего производства, обладающего высокой технико-экономической эффективностью и обеспечивающего конкурентоспособность продукции отечественной камнеобрабатывающей отрасли промышленности
Основная идея работы состоит в использовании в камнеобрабатывающей производстве конструкторско-технологических модулей, в разработке структуры этих модулей и их связывании в единую информационную среду автомаги-зированной системы проектирования и технологической подготовки производства сложных изделий из природного камня
Основным методологическим принципом работы является системный анализ современного камнеобрабатывающего производства с формированием иерархии классификаций, требований, методов и средств совершенствования его объектов и процессов на основе специализированных компьютерно-интегрированных систем художественно-технического проектирования сложных изделий и технологической подготовки их производства
Научные положения работы, выносимые на защиту
1 Повышение конкурентоспособности продукции камнеобрабатывающих
предприятий достигается за счет широкой номенклатуры и высокой техноло
гичности сложных изделий посредством внедрения системного метода компь
ютерного дизайна и технического проектирования, который основывается на
разработанной многоуровневой классификации поверхностей деталей с ис
пользованием функциональных, конструктивно-геометрических и технологи
ческих признаков
Эффективное функционирование автоматизированной системы технологической подготовки камнеобрабатывающего производства обеспечивается применением в заготовительных, формообразующих и сборочно-монтажных процессах научного метода организации модульных технологий, который использует при индивидуальной разработке технологического маршрута типовые опе-рационно-технологические модули, формируемые, в свою очередь, на основе параметризованных стандартных программно-технологических модулей инструментальных переходов, выполняемых на станках с ЧПУ
Обеспечение качества конкурентоспособной продукции камнеобрабатывающих предприятий основывается на научных принципах и разработанном 2
методе компьютерного проектирования сложных изделий из природного камня, соответствующих заданным требованиям, совместно с оптимизированными модульными организационно-технологическими схемами их производства и с контролем качества на всех стадиях подготовки производства посредством разработанных алгоритмов расчета конструкторско-технологических размерных связей
4 Разработка программных приложений интегрированной компьютерной системы дизайна, технического проектирования и технологической подготовки камнеобрабатывающего производства выполняется с применением предложенного метода, который основывается на современных принципах и инструментальных средствах создания автоматизированных информационных систем, разработанных алгоритмах и системе конструкторско-технологических модулей для предложенной классификации сложных изделий из природного камня
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
корректностью постановки задач и применением современных методов системного анализа при обосновании алгоритмов их решения,
представительным объемом используемой в работе научно-технической информации,
использованием отечественного и зарубежного опыта решения аналогичных научно-методологических проблем в других отраслях промышленности,
частичной реализацией разработанных методов на промышленных предприятиях, их апробацией в диссертационных работах аспирантов и в учебном процессе при подготовке дипломированных специалистов для камнеобрабатываю-щих и смежных с ними производств
Научная новизна работы состоит в следующем
сформулированы научно-методологические принципы организации автоматизированного проектирования и технологической подготовки гибкого компьютерно-интегрированного производства сложных изделий из природного камня, обеспечивающего эффективную реализацию комплексных проектов, которые основаны на объективных потребностях рынка заказов и предложений, мировых достижениях технологии камнеобработки и возможностях современных информационных технологий,
разработана на основе предложенных классификаций объектов и процессов камнеобрабатывающего производства адаптированная к компьютерно-интегрированному производству модульная система дизайна и технического
проектирования сложных изделий из природного камня совместно с оптимизированными модульными технологическими маршрутами и модульными технологическими операциями их изготовления,
- разработана структура, методы и алгоритмы функционирования, а также выбраны эффективные средства создания прикладных компьютерно-интегрированных систем дизайна, технического проектирования и управления проектными данными при организации конструкторско-технологической подготовки производства разных видов сложных изделий из природного камня, систематизированных на основе модульного принципа
Научное значение работы состоит в разработке методов, математических моделей и алгоритмов решения задач организации системного проектирования и технологической подготовки производства сложных изделий из камня, основанных на модульном принципе формирования всех звеньев производственной цепи и необходимых при реализации концепции гибкого компьютерно-интегрированного камнеобрабатывающего производства
Практическое значение работы заключается в создании инженерных методик, информационных и программных средств, а также рекомендаций по организации на предприятиях непрерывной дизайнерской и конструкторско-технологической подготовки производства сложных изделий из камня на основе использования базовых и специализированных прикладных программных комплексов в составе гибкого компьютерно-интегрированного камнеобрабаты -вающего производства
Реализация результатов работы
Разработанные на основе теоретических исследований инженерные методики и рекомендации переданы для практического применения, прошли про верку при организации производства сложных изделий из природного камня и использованы при разработке программы развития ОАО "Московский камне обрабатывающий комбинат" на перспективу до 2010 года,
Методология дизайна, технического проектирования и технологической подготовки производства промышленных изделий из природного камня, осно ванная на системных принципах построения объектов и процессов, а также на информационной поддержке проектных работ, использована в учебной и науч ной работе кафедры "Технология художественной обработки материалов" МГГУ
Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и публиковались в тезисах докладов, материалах конференций и сим-4
позиумов, в том числе международных, обсуждались на научно-техническом совете ОАО "Московский камнеобрабатывающий комбинат", а также на совместном заседании кафедр "Организация и управление в горной промышленности", "Системы автоматизированного проектирования" и "Технология художественной обработки материалов" Московского государственного горного университета
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в монографии, 25 научных статьях, в том числе 16 - в изданиях, включенных в список ВАК, а также в учебном пособии для студентов (в 3 частях)
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 303 страницы печатного текста, 110 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 105 наименований, приложение
