Материал: Комплексные решения для автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства. Федорков Е.Д., Чекменев А.Н

В настоящее время конструктивно-геометрические параметры рабочей части фрезы – диаметр, число зубьев, угол наклона стружечной канавки –определяются из условий размещения стружки, обеспечения наибольшей стойкости инструмента, условия равномерного фрезерования и т.п. Однако указанные условия не обеспечивают высокую эффективность при обработке материала из-за специфических особенностей операции – стесненные условия зоны резания и высокие нагрузки на инструмент. Поэтому для концевых фрез предлагается связь конструктивно-геометрических параметров с углом наклона стружечных канавок:

;

где а –целая часть выражения ;

k – коэффициент рабочей длины фрезы, 1< k< 1/z +1;

D –диаметр фрезы;

z –число зубьев;

ω – угол наклона стружечных канавок;

l – длина рабочей части фрезы.

На основании реализации вышеизложенных концепций по проектированию фрез был разработан программный комплекс автоматизированного конструкторско-технологического проектирования фрез, которая реализует многоальтернативный процесс выбора типа фрезы, расчет геометрических параметров выбранного типа фрезы в зависимости от обрабатываемой поверхности, расчет режимов резания аналитическим методом в соответствии с выбранным оборудованием.

Получены следующие результаты: разработанный программный комплекс удовлетворяет требованиям эргономичности, имеет доступный и дружественный интерфейс, информационные потоки передаются с использованием разработанной базы данных. Тестирование показало надежность и корректность функционирования программного средства.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Е.С. Соловьева Е.И. Асташева

Последовательность разработки проекта гибкого автоматического производства

В промышленно развитых странах крупносерийное и массовое производство составляет лишь 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство – 80 %.

В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были разработаны методы групповой технологии.

Следующим шагом на пути автоматизации производства является разработка программируемых и за счет этого перенастраиваемых средств, то есть гибкого оборудования. К ним относятся станки с ЧПУ, промышленные роботы и другое оборудование. Еще большей гибкостью обладают системы, управляемые от ЭВМ. В нашей стране такого рода комплексы называют гибким автоматическим производством (ГАП).

ГАП включает исполнительную систему, состоящую из технологической, транспортной, складской систем и систему управления.

ГАП функционирует на основе программного управления и групповой ориентации производства. На первом этапе ГАП может быть автоматизированным, то есть включать операции, выполняемые с участием человека.

Создание гибких автоматизированных производств (ГАП) целесообразно, в основном, на предприятиях среднесерийного, мелкосерийного и единичного типов производства и требует предварительного экономического обоснования. При широком внедрении ГАП требуется освоение методов системного проектирования, взаимоувязанной отработки технологических объектов интегрированных систем автоматизированного управления и подсистем внешнего обеспечения, создание индустриальной базы централизованного обеспечения и эксплуатационного сервиса.

Необходимо решить вопрос, связанный с определением степени подготовленности изделия к автоматическому производству. Конструкция изделия должна отвечать такому качеству отдельных его составляющих и самого изделия в целом, при котором обеспечивается возможность автоматизированного его изготовления с наименьшими трудозатратами на всех стадиях производства. Анализ производится по методике и справочным данным, параметрами оценки являются конфигурация, физико-механические свойства сечений и поверхности, абсолютные размеры и их соотношения и т.д.

Следующим этапом является проектирование технологического процесса автоматического производства, и, прежде всего, производится экономическое обоснование выбора заготовок, в качестве которых в машиностроении наиболее часто используются отливки поковки и заготовки из проката. Метод выполнения заготовок для деталей определяется их назначением и конструкцией, а также материалом, техническими требованиями серийного выпуска и экономичностью изготовления. Для рационального выбора заготовок необходимо учитывать все перечисленные исходные данные, окончательное решение принимается после экономического расчета себестоимости заготовки.

После этого приступают к составлению технологического маршрута обработки, одновременно решается вопрос выбора средств измерения и контроля наиболее ответственных параметров детали, а также разрабатывается методика измерений.

В гибком автоматизированном производстве важным показателем является, так называемое, технологическое время, в состав которого входит основное время изготовления, вспомогательное время – это время закрепления и открепления детали, на установку и снятие детали, приемы управления, измерения детали и т.д., а также время на организационно-техническое обслуживание оборудования.

На основании проведенных исследований и предварительного анализа разрабатывается структура автоматизированного производства и строится циклограмма работы комплекса.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.А. Пак Е.Н. Кордюкова

ДИСПЕРСИЯ ДИСКРЕТНОЙ СЛУЧАЙНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Понятие «дисперсия случайной величины» вводится для характеристики отклонения, данной величины от ее среднего значения для определения дисперсии необходимо вначале рассмотреть понятие отклонения.

Пусть Х - случайная величина и M(X) - ее математическое ожидание.

Отклонением называется разность между случайной величиной Х и ее математическим ожиданием M(Х), т.е. Х - М(Х).

Теорема. Математическое ожидание отклонения равно нулю: M[ X- М(X)]=0.

Многие практические задачи требуют оценки рассеяния возможных значений случайной величины вокруг ее среднего значения.

Для решения данной задачи можно рассчитать все возможные значения отклонения случайной величины и затем найти их среднее значение.

Однако M[ X- М(X)] т.е. среднее значение отклонения, по теореме для любой случайной величины равно нулю. В этом случае можно заменить возможные отклонения их абсолютными значениями или их квадратами.

Но вычисления с абсолютными ‘величинами могут быть достаточно громоздкими, поэтому чаще всего рассчитывают среднее значение квадрата отклонения, которое называется дисперсией.

Дисперсией, или рассеянием, дискретной случайной величины Х называется математического ожидание квадрата отклонения случайной величин от ее математического ожидания:

Дисперсия случайной величины также имеет закон распределения

Пусть случайная величина Х задана законом распределения:

В этом случае дисперсия распределена по следующему закону:

По закону распределения квадрата отклонения можно непосредственно рассчитать значение дисперсии:

Теорема. Дисперсия равна разности между математическим ожиданием квадрата случайно величины X и квадратом её математического ожидания:

.

Пример. Случайная величина Х задана законом распределения:

Необходимо найти дисперсию случайной величины X. Рассчитаем математическое ожидание М(Х) случайной величины Х: М(Х)= .

Рассчитаем математическое ожидание :

.

Тогда дисперсия случайной величины Х будет равна:

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Е.Д. Федорков Д.М. Канин

Классификатор трехмерного представления поверхностей для автоматизированной подсистемы конструкторского проектирования

Классификатор трехмерного представления поверхностей для автоматизированной подсистемы конструкторского проектирования предназначен для использования как на машиностроительных предприятиях, так и в дома. Он позволит более эффективно использовать потенциал инженерно-конструкторского персонала, сократить сроки и трудоёмкость работ, увеличить точность проектирования поверхностей в соответствии с ГОСТ.

Задача классификатора состоит в том, чтобы сократить трудоемкость проектных работ конструкторов за счет того что будут использоваться объемные поверхности из данного классификатора. Поверхности представленные в классификаторе можно сохранить на свой компьютер и использовать в других системах моделирования.

Рассмотрим основные этапы работы программы. Вначале выбирается требуемый класс поверхности (плоские, вращения, винтовые, линейчатые, комплексные и переходные). Затем выбирается подкласс поверхности. Для каждого класса существует свои подклассы. Далее выбирается тип поверхности. В соответствии от выбранного типа загружается объемная модель выбранной поверхности. После загрузки объемной модели пользователь может изучить модель с любой точки, используя навигационные кнопки.

В качестве нормативов для данных выбран ГОСТ 14.417-81. Так существенным преимуществом классификатора является его уникальность. Подобных трехмерных аналогов практически не существует.

Сбор данных производится посредством организации БД с хранящейся в ней информации о технологии производства изделия. Информационное обеспечение реализовано в клиент-серверной архитектуре на базе СУБД MySQL.

Программное обеспечение проекта построено средством Macromedia Dreamweaver и представляет собой систему, реализующую хранение, изменение и ввод данных о параметрах поверхностей в формате файлов баз данных. Программное обеспечение состоит из двух приложений: непосредственно классификатора и программы, предназначенной для администрирования базы данных. Программа обеспечивает эффективную связь пользователя с вычислительными средствами, что выражается в удобстве графического интерфейса с учетом психологических, физиологических и инженерно-технических факторов.

С целью обеспечение гибкости и перенастраиваемости классификатор при добавлении новых поверхностей или изменении старых построен таким образом, что изменения нормативов учитываются без изменения кода классификатора, т.е. путем замены, корректировки, вставок или дополнений в информационной БД.

По типу решаемых задач данный модуль классифицируется как программное средство для обработки данных; по назначению – многопользовательское; по требованиям надежности – важное ПС.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Е.Н. Кордюкова И.С. Малышева

СРЕДСТВА WORKFLOW ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПРЕДПРИЯТИЕМ

Автоматизация управленческой деятельности изначально связывалась только с автоматизацией некоторых вспомогательных рутинных операций. Но бурное развитие информационных компьютерных технологий, совершенствование технической платформы и появление принципиально новых классов программных продуктов привело к изменению подходов к автоматизации управления производством.

При всем многообразии управленческой деятельности возможна некоторая ее классификация. Определяют следующие виды управленческой деятельности в зависимости от ее содержания: эвристическая; административная; операторная.

Эвристическая деятельность заключается в формулировании новых идей, концепций, решений. В управлении она воплощается в разработке новых планов, технологий, форм организации труда. Процесс такой деятельности может быть разделен на две составляющие: аналитическую и конструктивную. Аналитическая составляющая подразумевает сбор, изучение и анализ необходимой для принятия решения информации. Конструктивная составляющая представляет собой подготовку, обсуждение и принятие управленческого решения. Деятельность такого вида практически не формализуется.

Административная деятельность - непосредственное управление действиями и поведением производственной системы, заключается в организации коммуникаций между разными участниками процесса управления и в общем случае предполагает выдачу распоряжений и контроль их исполнения. Такая деятельность в большей или меньшей степени может быть формализована.

Операторная деятельность - несмотря на то что управленческий труд - процесс весьма творческий, некоторая его часть рутинна и представляет собой набор стереотипных, повторяющихся операций, необходимых для информационного обеспечения производственных процессов. В основном, это операции, связанные с документированием управленческой деятельности. Обработка документов составляет основное содержание операторного труда (имеется в виду оформление, регистрация документов, экспедиционная обработка поступающей корреспонденции). Операторная деятельность формализуется наиболее простым способом и легко поддается автоматизации. Операторная деятельность поддерживается разнообразными средствами автоматизации.

В основном для автоматизации операторного труда используются системы, которые предлагают богатый набор разнообразных функциональных возможностей, обеспечивающих обработку данных, представленных в электронной форме: средства разработки документов (текстовые и табличные процессоры, средства подготовки презентаций и т. п.), системы обработки транзакций (OLTP - On-line Transaction Processing), системы управления базами данных (СУБД), системы управления документами (EDMS - Electronic Document Management System).

В качестве средств автоматизации административной деятельности используются разнообразные системы, обеспечивающие и координирующие совместную деятельность нескольких участников процесса управления. Это так называемые системы workflow. Основная концепция использования систем такого типа заключается в формировании единого информационного пространства предприятия, упрощении процесса обмена информацией, оптимизации работ сотрудников и сокращении затрат труда и времени на администрирование их совместной деятельности.

Наибольшие трудности возникают при попытке автоматизировать каким-либо образом эвристическую деятельность. К средствам, используемым в этих целях, можно отнести системы поддержки принятия решений (DSS - Decision Support System), экспертные системы (ЭС), системы анализа в реальном времени (OLAP - On-line Analytic Processing), информационные хранилища данных (Data Warehouse). Работа таких систем основывается на утверждении, что для принятия решения важнейшим фактором является наличие опыта действий в подобных ситуациях (личного и опыта других людей). Информацию об этом и предоставляют системы автоматизации эвристической деятельности, обеспечивая своим пользователям возможность принятия наиболее обоснованного решения самостоятельно.

Технология автоматизации деловых процессов (workflow) - современная технология компьютеризированной поддержки процессов управления предприятием (деловых процессов) в целом или какой-то их части. В определенном смысле она не является революционной, поскольку объединяет несколько сформировавшихся информационных технологий, таких как электронная почта, управление проектами, работа с базами данных, объектно-ориентированное программирование и CASE-технологии. Конкретные реализации технологии представляют собой программные системы автоматизации деловых процессов (системы workflow), каждая из которых основывается на некоторой комбинации перечисленных технологий.

Наиболее известны системы зарубежных производителей: Staffware (Staffware Corp.), ActionWorkflow System (Action Technologies Inc.), и т.п. отечественных производителей: WorkRoute (ВЕСТЬ АО). При всем разнообразии системы автоматизации деловых процессов имеют и нечто общее - все они направлены на решение проблем, возникающих из-за изолированности и фрагментированности информации, путем создания общего информационного пространства на предприятии. Такие системы нельзя рассматривать как одиночные приложения. Их с уверенностью можно отнести к средствам интеграции деловых процессов предприятия.

Управление - специфический вид труда, обладающий рядом особенностей. К ним относится слабая формализуемость, затрудняющая его автоматизацию. Тем не менее современные программные средства позволяют в какой-то мере решить задачи автоматизации процессов управления. В их число входят и системы автоматизации деловых процессов (системы класса workflow).

Технология автоматизации деловых процессов (workflow) в применении к управлению предприятием связана с автоматизацией административного труда и направлена на поддержку основных классических функций управления: планирования, организации, активизации, координирования и контроля. Использование систем автоматизации деловых процессов позволяет говорить о следующих преимуществах внедрения новой технологии организации управленческой деятельности по сравнению с традиционными:

• обеспечивается высокая эффективность принятия решений;

• рационализируются и интегрируются информационные процессы, в том числе совершенствуется организация документооборота предприятия;

• поддерживается оперативная настройка системы автоматизации на изменения порядка работы, складывающегося на предприятии;

• устраняется дублирование функций;

• повышается эффективность работы в целом;

• снижаются расходы на информационное сопровождение функционирования предприятия.