РАЗДЕЛ II
СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2.1. Модели процессов технологического проектирования.
Для организации эффективной автоматизации процесса технологического проектирования необходимо провести его тщательное исследование с целью разработки общей методологии, которая будет включать в себя все аспекты проектирования от формулировки проблемы до документирования результатов. Хорошо отработанная методология позволяет "упорядочить используемую информацию как по вертикали (в соответствии с логической схемой построения проекта), так и по горизонтали (в соответствии с системной связью между элементами решаемой задачи)" [61, С.11]. Многолетний опыт исследования процессов технологического проектирования [42, 52, 89] показал целесообразность использования в нем системного подхода [60, 81]. Это позволяет: рассмотреть проектирование во взаимосвязи с внешними задачами (подготовки и организации производства, управления технологическими процессами и т.д.); получить решение, оптимальное с точки зрения всей системы, а не локальных требований; проанализировать процесс проектирования с целью выявления "узких" мест и организации наиболее эффективной автоматизации проектирования; повысить производительность и качество проектирования ТП на производствах, не имеющих АСТПП. В связи с этим возникает задача исследования процесса проектирования как целостной системы.
Основная цель проектирования ТП КОП состоит в получении полного пакета технологической документации и управляющих программ для оборудования с ЧПУ на основании информации о конкретной детали и текущем состоянии производственной системы. Процесс технологического проектирования является открытой системой и его взаимодействие с окружающей средой определяется внешними связями, носящими в основном информационный характер.
Внешние связи процесса технологического проектирования в основном представлены информационными составляющими. Для построения информационной модели ТПП КОП и воспользуемся методологией построения диаграмм DFD (от англ. Data Flow Diagram - диаграмма потоков данных), которые являются основным средством моделирования функциональных требований системы и отражают информационные связи между ее функциями. Контекстная диаграмма ТПП КОП, представляющая процесс ТПП КОП в виде единого блока, представлена на рис. 2.1.
Контекстная диаграмма имеет условный характер и представляет собой логическую конструкцию, фиксирующую информационные входы и выходы процесса ТПП КОП. Для дальнейшего исследования выполним декомпозицию контекстной диаграммы (рис. 2.2). При этом выделим следующие функции ТПП: разбивка и согласование теоретического чертежа; формирование запуска металла в обработку; определение схемы технологических припусков; определение параметров деталей; проектирование ТП; проектирование технологической оснастки.
Выполнение данных функций сопровождается информационными потоками, содержание которых концентрируется в модели корпуса судна и библиотеке деталей. Как видно из диаграммы, входами проектирования технологических процессов являются модель производства, параметры деталей и спецификации запуска металла в обработку, а выходами - модели ТП, карты ТП и управляющие программы для оборудования с ЧПУ.
С позиции общей теории систем [51] процесс проектирования может быть рассмотрен двояко. С одной стороны это целостный объект, осуществляющий функцию проектирования (внешнее описание). При этом под функцией проектирования F подразумевается преобразование исходного описания X в конечный результат Y. Данное преобразование описывается выражением
F = (X > Y).
Множество X образовано входами системы (здесь и далее под системой понимается сам процесс технологического проектирования КОП), а множество Y - выходами, как реализацией целей ее функционирования. Цель технологического проектирования состоит в получении полного пакета технологической документации и управляющих программ на основании информации о деталях и текущем состоянии ПС. Система описывается отношением
S1 ? X ? Y.
Например, на верхнем уровне декомпозиции спецификации запусков металла в производство, данные о деталях и производственной системе образуют входы системы, в то время как модель ТП, технологическая документация и управляющие программы образуют его выходы.
Объединяя входы и выходы системы в одно множество Vi , называемое объектом системы [51], получим:
X = ? {Vi : i ? Ix}, Y = ? {Vi : i ? Iy},
где множества Ix и Iy образуют разбиение множества индексов I, т.е.
Ix ? Iy = ? ? Ix ? Iy = I.
Тогда выражение, описывающее систему примет вид:
S1 ? V1 ? V2 ? ... ? Vm.
С другой стороны процесс проектирования представляет собой множество проектных процедур (определенных совокупностей действий, в результате выполнения которых принимается некоторое проектное решение [61]), характеризующееся наличием структуры (внутреннее описание):
S2 ? T1 ? T2 ?...? Tn,
где n - количество проектных процедур.
Примерами проектных процедур являются генерация множества маршрутов изготовления детали и выбор оптимального.
Таким образом, полное описание S процесса проектирования принимает вид
.
Для получения внутреннего описания системы необходимо выполнить ее функциональную декомпозицию, которая фиксирует логическую взаимосвязь между структурой и выполняемой ею функцией, т.е. связывает внешнее и внутреннее описания. При этом к подсистемам процесса технологического проектирования относятся:
? управление процессом проектирования;
? разработка технологического процесса;
? генерация управляющих программ;
? нормирование;
? формирование технологической документации.
Здесь и далее весь процесс технологического проектирования от получения задания до формирования
- Київ+380960830922