Введение к работе
Актуальность работы. Комплексная автоматизация машиностроительного производства основана на применении высокоэффективных технологических процессов и высокопроизводительных автоматизированных технологических систем (ТС) способных оперативно и полностью отвечать требованиям изменения рынка.
Такие изменения рынка вызваны: быстрой обновляемостью продукции и сокращением жизненного цикла изделий, а также уменьшением затрат, связанных с эксплуатацией; расширением номенклатуры изготовляемых изделий для удовлетворения требований потребителя, например, переход автомобильной промышленности на экологически «чистые» конструкции двигателей Евро 3, Евро 4 и Ев-ро5, что потребовало ужесточить ряд технологических требований к обрабатываемым поверхностям; повышением конкурентоспособности оборудования по критерию цена/качество; усилением влияния социального фактора (дефицит и дороговизна квалифицированного труда, особенно во вторую и третью смены) и требования охраны окружающей среды (утилизация отходов и т.д.).
Жизненный цикл (ЖЦ) продукции, изготовляемой на ТС намного меньше, чем ЖЦ обрабатывающего оборудования. Таким образом, назначение научно обоснованных технологических характеристик ТС, опережающих характеристики обрабатываемых деталей, является актуальной задачей. В области автоматизации расчетов при проектировании ТС накоплен большой опыт. Сюда входят работы по автоматизированному выбору технологического процесса обработки, проектированию станков и устройств.
В связи со сказанным, на новом этапе развития машиностроения актуальным является вопрос, охватывающий все стороны проектирования ТС при создании металлообрабатывающего оборудования (его основных положений и форм их реализации), а разработка методов оптимизации технологических систем является весьма актуальной задачей.
Цель работы. Повышение эффективности проектирования ТС (на начальных этапах) в условиях неопределенности требований рынка к изготавливае-
мым деталям на основе прогнозно-рисковых моделей принятия конструктор-ско-технологических решений. Задачи диссертационной работы.
Построение математической модели ТС на основе множества элементов системы, множества взаимосвязей между элементами и множеством информационных потоков.
Создание алгоритма построения ТС, обладающих возможностью адаптироваться к изменению характеристик и программы выпуска обрабатываемого изделия заданного семейства.
Создание прогнозно-рисковой модели изменения во времени параметров обрабатываемых деталей.
Формирование методики построения ТС, в сравнении с опытом создания традиционного оборудования для обработки деталей сложной пространственной формы (головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания).
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений технологии машиностроения, теории вероятностей, теории принятия решений, методов: дискретной математики, компьютерного моделирования, нечетких множеств, математической статистики. Научная новизна диссертационной работы заключается в: - установлении связей и зависимостей между конструктивными элементами изделия, данными об используемых материалах, планируемой производительностью и последовательностью технологических операций (переходов), требуемых для изготовления изделия и данными о необходимых технологических ресурсах; данными, определяющими компоновку и состав оборудования;
- построении математической модели технологической системы на основе
взаимосвязей между её элементами и функциями, описывающими поведение сис
темы;
- разработке модели (прогнозно-рисковой) и алгоритмов расчета изменения во
времени параметров обрабатываемых деталей, которые позволят учитывать
уровень избыточности технологических характеристик систем;
- разработке методики расчета комплексной технической характеристики ТС, учитывающей производительность, габариты и технологичность изделия.
Практическая ценность работы заключается в: создании методического обеспечения обоснования технических характеристик ТС; разработке принципов выбора инновационных проектов при проектировании ТС для групповой обработки деталей, разработке методики определения комплексной технической характеристики ТС.
Реализация результатов работы. Результаты работы представлены в виде методического обеспечения, практических рекомендаций по проектированию ТС и приняты к использованию в проектной организации - ООО «Автоматические Линии и Агрегатные Станки Центр Инвестпроект», полученные в диссертационной работе результаты используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», а именно, в программах специальностей 150401 «Проектирование технологических и технологических комплексов», 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», 151002 «Металлорежущие станки и комплексы».
Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались на Международной научной конференции «Студент и научно-технический прогресс» (МНСК-2010); на научных конференциях МГТУ «СТАНКИН»; на Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технологических системах» (г. Пенза, 2010г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов и результатов и библиографического списка (97 наименований). Работа содержит 192 страницы, рисунков 54, таблиц 17.
