Раздел II
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУКТУР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
КОРПУСООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА
2.1. Модели процессов технологического проектирования корпусообрабатывающего
производства
2.1.1 Математическая модель процессов технологического проектирования.
С позиции общей теории систем [58] процесс проектирования может быть рассмотрен
двояко. С одной стороны это целостный объект S1, осуществляющий функцию
проектирования (внешнее описание). При этом под функцией проектирования будем
понимать преобразование исходных данных X во множество Y характеристик
проектируемого объекта, описываемое отношением
S1 М X ґ Y. ( 2.1 )
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. В частности, 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 для оборудования с ЧПУ образуют его выходы.
Объединяя входы и выходы системы в одно множество Vi , называемое объектом
системы [59], получим:
X = ґ {Vi : i О Ix}, Y = ґ {Vi : i О Iy}, ( 2.2 )
где множества Ix и Iy образуют разбиение множества индексов I, т. е.
Ix З Iy = Ж Щ Ix И Iy = I. ( 2.3 )
Тогда выражение, описывающее систему примет вид:
S1 М V1 ґ V2 ґ … ґ Vm. ( 2.4 )
С другой стороны процесс проектирования представляет собой множество проектных
процедур – определенных совокупностей действий, в результате выполнения которых
принимается некоторое проектное решение [71]. Данное множество S2,
характеризующееся наличием структуры, представляет собой внутреннее описание
системы:
S2 М T1 ґ T2 ґ…ґ Tn, ( 2.5 )
где n – количество проектных процедур.
Примерами проектных процедур являются генерация множества вариантов структур ТП
изготовления детали, выбор оптимальной структуры и т. д.
Таким образом, полное описание S процесса проектирования принимает вид
. ( 2.6 )
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 технологической документации будем называть проектированием, а
непосредственное определение структуры ТП – разработкой.
2.1.2 Функциональная модель технологического проектирования
корпусообрабатывающего производства.
Для построения модели проектирования маршрутов (здесь и далее в тексте термин
маршрут будет употребляться в качестве синонима словосочетания структура ТП)
выполним моделирование всего процесса технологического проектирования КОП. Для
этого воспользуемся методологией IDEF0 (Integration Definition for Function
Modeling – системное определение для функционального моделирования), которая
базируется на технологии структурного анализа и проектирования, предложенной
Д. Россом [112]. Выбор данной методологии обусловлен тем, что она:
* обладает высокой полнотой и выразительностью, что позволяет применять ее для
графического представления широкого спектра производственных процессов с любой
степенью детализации (под графическим представлением понимается двумерная
диаграмма структурной модели или ее части);
* использует простой логический язык, обладающий строгостью и точностью
выражения и способствующий восприятию и интерпретации диаграммы;
* хорошо зарекомендовала себя в результате многолетнего использования.
В основе использования IDEF0 лежит спецификация функциональной структуры
системы. При этом для каждой функции указывается совокупность входов, выходов,
ограничений (называемых управляющим воздействием) и средств, с помощью которых
функция выполняется (называемых механизмом) [112]. При разработке моделей
использовалось программное обеспечение BPwin 4.0 фирмы Computer Associates,
предоставляющее эффективные средства для работы с моделью на протяжении всего
ее жизненного цикла.
Определим цель моделирования и точку зрения, т. к. это в значительной степени
влияет на структуру модели. Целью является исследование процесса
проектирования, необходимое для разработки САПР структур ТП КОП. Моделирование
выполняется с точки зрения технолога, что позволит сконцентрироваться на задаче
получения описания ТП и абстрагироваться от несущественных подробностей.
Контекстная диаграмма процесса технологического проектирования КОП изображена
на рис 2.1.
Входы и выходы системы соответствуют внешним связям процесса проектирования,
определенным ранее (см. рис. 1.5).К управляющим воздействиям системы относятся:
классификатор технологической информации, используемый для кодирования
технологической информации; совокупность фактов и правил, образующая знания о
технологии, которые получаются от технологов и формализуются для использования
в системе; математическая модель ТП, используемая при определении характеристик
проектируемого ТП; нормативно-справочная информация, представляющая собой
множество моделей, необходимых для расчета различных характеристик ТП.
Механизмами функционирования процесса технологического проектирования КОП
являются компьютерная информационная система как совокупность
программно-аппаратных средств и инженер-технолог
- Київ+380960830922