РАЗДЕЛ 2
МЕТОД И АЛГОРИТМ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Основы метода структуризации и проектирования производственных процессов
Метод структуризации проектирования производственных процессов (рис. 2.1)
основывается на закономерностях возникновения и развития потребностей,
стадийного развития техники, эволюции технических систем, соответствия между
функциями и структурой технических систем. Теория последовательного принятия
решений в процессе проектирования
и оптимизации производственных процессов в машиностроительном производстве в
общем виде может быть представлена шестью основными этапами. К первому этапу
относится выбор и обоснование объекта, цели
и задач исследования. Ко второму – выбор и обоснование оптимальных критериев
качества оптимизируемой технологической системы. К третьему – выбор наиболее
рациональной функциональной структуры, описывающей оптимизируемую
технологическую систему. К четвертому – выбор наиболее эффективного принципа
действия для реализации функциональной структуры, обоснование выбора метода
оптимизации. К пятому этапу – выбор наилучшего технического решения,
реализующего принцип действия, обоснование программного аппарата исследования.
Шестой этап – определение оптимальных параметров выбранного технического
(технологического) решения.
На каждом этапе для выбора решения целесообразно использовать автоматизацию
поискового проектирования и конструирования, банки технологических знаний и
банки данных. Эффективность решения задач возрастает от 6-го к 1-му уровням.
Таким образом, главным отличием
Рис. 2.1. Метод структуризации технологических операций механической обработки
деталей
применяемого метода является системно-методическая основа разработки и создания
конкурентоспособных изделий тяжелого машиностроения.
2.2. Выбор и обоснование объекта исследования
Заводы тяжелого машиностроения выпускают крупногабаритные машины большой массы,
состоящие, как правило, из многих тысяч деталей. Изготовление отдельных машин
длится несколько месяцев. Трудоемкость механической обработки крупных и сложных
деталей велика
и достигает 600 станко-часов на одну деталь. Оснащенность процесса механической
обработки сравнительно невысокая.
Краткость сроков, обычно устанавливаемых на технологическую подготовку крупных
деталей, приводит к тому, что разработку технологических процессов выполняют
параллельно несколько технологов. В результате получается большое разнообразие
в построении технологических процессов на изготовление сходных деталей,
появляется потребность в большой номенклатуре станочного оборудования,
инструментов и приспособлений.
Разработка типовых технологических процессов изготовления изделий тяжелого
машиностроения имеет существенное влияние на технологические процессы
производства крупногабаритных деталей
и может обеспечить уменьшение трудоемкости изготовления; высокий
технологический уровень типового технологического процесса, эффективно
использующего современные достижения в области технологии машиностроения.
Преимуществами такого подхода являются:
* существенное ограничение количества технологических процессов для одинаковых
или подобных деталей;
* сокращение затрат как материальных так и интеллектуальных благодаря
многократному применению разработанных технологических процессов.
Методика типизации технологических процессов изготовления крупных и сложных
деталей, разработанная на ЗАО "Новокраматорский машиностроительный завод"
учитывает всю специфику отрасли тяжелого машиностроения. В основу этой методики
положена разработанная на заводе система классификации деталей тяжелого
машиностроения.
Все детали, изготавливаемые заводом, распределены на восемь видов. Каждый из
видов разделяется на ряд классов, представляющих собой совокупность деталей,
имеющих идентичные функции, подобие конструкций и тождественность
технологического маршрута изготовления. Каждый из классов подразделяется на ряд
групп. В группу объединяются детали, имеющие общий характерный для группы
конструктивный признак. Группы объединяют ряд типов. В тип объединяются детали
с различной точностью изготовления и шероховатостью обрабатываемых
поверхностей, имеющие различия в материале и виде заготовки. Детали,
объединенные в общий тип, имеют одинаковый технологический процесс и общую
технологическую оснастку. В типовых технологических процессах все отличительные
признаки деталей внутри типов учитываются в режимах резания, нормах и
расценках.
В итоге, структуризация типового технологического процесса изготовления валков
при установленном маршруте обработки сводится
к оптимизации выбора заготовки, куда входит оптимизация выбора материала
заготовки, метода получения исходного металла заготовки (двойной переплав с
микролегированием или электрошлаковый переплав), способа получения самой
заготовки; и оптимизации предварительных (до термической обработки) и
окончательных технологических операций (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Структуризация типового технологического процесса механической
обработки деталей
Опыт разработки технологических процессов показал, что не во всех
производственных условиях они одинаково эффективны. Факторы внешней среды
оказывают влияние на различные критерии, в том числе на критерии стоимости и
производительности механообрабатывающих операций.
В частности, невысокий уровень мотивации труда и организации рабочего места
могут значительно исказить ожидаемый результат.
2.3. Выбор и обоснование критериев качества структурируемой тех