В условиях рынка спрос на продукцию, диктует потребитель. Рынок – это конкуренция. На рынке спросом пользуется только конкурентоспособная продукция, удовлетворяющая потребности конкретного потребителя или пользователя данной продукции. В следствие этого, производители продукции вынуждены постоянно ее обновлять. Т.е. количество модификаций изделий, изготовляемых производителем, постоянно увеличивается.
Указанные выше причины указывают на то, что, на современных предприятиях, в том числе и машиностроительных, значительное количество времени и средств тратится на проектирование в целом и на разработку (проектирование) технологических процессов в частности.
Первыми двумя целями и задачами автоматизации технологической подготовки производства являются следующие:
- Сокращение трудоемкости технологической подготовки производства и, как следствие, сокращение числа технологов.
- Сокращение сроков технологической подготовки производства.
Необходимы еще следующие замечания относительно двух первых целей и задач. Сокращение числа технологов приводит к уменьшению себестоимости изделия. А необходимость сокращения сроков технологической подготовки производства обуславливается тем, что в конкурентной борьбе выстоит та фирма, которая не только выпускает конкурентоспособную продукцию, но и укладывается в минимальные сроки по подготовке этой продукции к выпуску. Если представить, что две конкурирующие фирмы одновременно решили выпускать одинаковое изделие, но первая из них затратила полгода на проектирование и производство первого образца, а у второй фирмы на это ушел год, то конечно же первая фирма будет находиться в более выгодном положении на рынке. Современная станкостроительная фирма считается конкурентоспособной, если время от идеи создания нового современного станка до выхода первого образца этого станка за ее ворота составляет не более 1,5 лет.
Третьей целью и задачей автоматизации технологической подготовки производства является повышение качества разрабатываемых технологических процессов. Эта необходимость объясняется следующими причинами.
Техническое перевооружение современного машиностроительного производства осуществляется в основном по двум направлениям:
1 - Замена универсального оборудования с ручным управлением, обслуживаемого рабочим высокой квалификации, оборудованием с автоматическим циклом обработки. Переналадка такого оборудования осуществляется наладчиками по тщательно разработанным операционным и наладочным картам. Возможно многостаночное обслуживание такого оборудования. В связи с увеличением дефицита квалифицированных рабочих это направление достаточно перспективно, особенно в условиях средне – и крупносерийного производства.
2 - Внедрение станков с ЧПУ, обладающих гораздо большей степенью универсальности. Их переналадка занимает в десятки раз меньшее время, чем в первом случае. Но и здесь необходимо тщательно прорабатывать технологические процессы и затем составлять управляющие программы.
К настоящему времени выделились два направления применения средств вычислительной техники в машиностроении: автоматизация производственных процессов и автоматизация инженерного труда. Первое направление — это оборудование с числовым программным управлением, гибкие производственные комплексы и системы. Второе — системы автоматизированного проектирования изделий и технологии их изготовления (САПР), автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТГ1) и производством (АСУП). Это многообразие решаемых задач можно разбить по виду выходного информационного материала на два типа.
1. Машинная печать и тиражирование различной технологической документации в рамках требований ГОСТов, ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, АСТПП, т. е. чертежей, графиков, различных карт технологических процессов и другой конструкторской, технологической, нормативной и бухгалтерско-экономической документации, выполненной с разной степенью точности и глубины проработки, диктуемых серийностью производства и отраслевыми условиями обработки. Это порождает большое разнообразие решаемых задач и обычно частный отраслевой характер разрабатываемых САПР ТПП. В перспективе неоправданное разнообразие таких разработок будет сокращено за счет межотраслевой стандартизации и унификации методик, алгоритмов, языков программирования, нормативно-справочных материалов, в том числе единых общемашиностроительных технически обоснованных режимов резания и норм времени для обоснованного и гибкого (универсального) управления качеством и производительностью обработки.
2. Запись управляющих программ на различных программоносителях, необходимых для оборудования с ЧПУ, включая и управляемого от ЭВМ; в том числе объединенных в гибкие производственные системы вне зависимости от типа производства. Для полного решения этой задачи необходимо от эмпирического подбора режимов резания в программах обработки перейти к использованию автоматизированных систем управления, разработанных на базе САПР операций, зачастую состоящих из разных видов обработки по тщательно разработанным общим нормативным зависимостям, управляющим качеством и производительностью обработки заготовок.
1.2 Особенности методологии инженерного проектирования технологических процессов
При традиционном проектировании технолог обычно разрабатывает и сравнивает «в уме» несколько вариантов, стремясь к процессу с минимальным числом операций и станков (это называют структурной оптимизацией) и минимальной трудоемкости и стоимости операции (параметрическая оптимизация). Неоднозначность решений при структурной и параметрической оптимизации объясняется рядом причин. Поэтому прежде чем излагать применяемые на практике методы автоматизированного проектирования технологических процессов, рассмотрим причины методической и расчетной неоднозначности проектных решений, характерных для современного состояния проектирования, которые в свою очередь обусловливают ту или иную степень приближенности автоматизированного проектирования.
Эта приближенность, как уже отмечалось, связана с отсутствием однозначных решений как в области общей методики проектирования, так и с отсутствием некоторой части численного технологического обеспечения (нормативного банка данных) для общепринятых методических путей проектирования. Следует при этом учитывать, что при традиционном проектировании технолог решает вопросы интуитивно, без расчета вариантов, так как выбор того или иного варианта для него зачастую очевиден. Автоматизированное проектирование требует полной формализации расчета всех возможных вариантов и выбора из них оптимального. Однако такого расчетного уровня современная наука проектирования технологических процессов еще не достигла.
Для дальнейшего развития САПР ТП в направлении более точного и быстрого проектирования необходим анализ двух главных методических направлений, по которым требуется быстрейшая разработка технологических алгоритмов:
- структурной оптимизации и однозначной формализации размерно-точностного проектирования операций единичных процессов, особенно необходимых (по тщательности разработки) для условий массового производства, т. е. с учетом индивидуальных особенностей заготовок и требований к готовой детали;
- параметрической оптимизации (главным образом, оптимизации технологических элементов режимов резания) отдельных операций.
