Привлечение ЭВМ для решения технологических задач обусловливает необходимость в постановке и решении дополнительных задач. Рассмотрим основные задачи, решение которых необходимо для осуществления автоматизированного проектирования технологических процессов, т. е. для создания САПР технологических процессов (САПР ТП). Основу задания на проектирование технологического процесса составляют сведения о детали, которые при неавтоматизированном проектировании задаются в виде чертежа с множеством специальных обозначений и перечня технических требований, изложенных в виде описания (текста). Эту информацию при автоматизированном проектировании необходимо ввести в ЭВМ. Как правило, предусмотрена возможность ввода лишь буквенно-цифровой информации. К такому виду необходимо привести всю информацию о детали: описание ее конфигурации, размерных связей, технических требований. Следовательно, нужно разработать буквенно-цифровую модель, позволяющую с помощью системы формальных правил описать информацию о детали.
Неотъемлемой частью исходной информации являются также сведения о парке металлообрабатывающего оборудования на предприятии, технических характеристиках станков, режущем, вспомогательном и измерительном инструментах, станочных приспособлениях, заготовительном производстве, ГОСТах, нормалях, всех необходимых руководящих и нормативных материалах. При автоматизированном проектировании необходимо организовать информационно-справочную службу, которая могла бы обеспечить процесс проектирования необходимой справочной информацией. При этом нужно не только организовать формализованное описание и ввод этой информации в ЭВМ, но и разработать методы поиска необходимой информации в памяти машины, а также ее вывод в нужном виде.
Процесс автоматизированного проектирования базируется на множествах типовых решений и алгоритмах их выбора. Их также нужно описать формальным образом, организовать ввод, размещение в памяти ЭВМ и предусмотреть возможность оперативной работы с ними.
Результатом работы ЭВМ должна являться распечатка технологических карт или другой документации, поэтому нужны программы вывода результатов проектирования в виде, удобном для технологов и рабочих.
Таким образом, для организации автоматизированного проектирования технологических процессов необходимо:
а) разработать совокупность типовых решений и алгоритмов их выбора применительно к условиям производства, где система проектирования будет эксплуатироваться;
б) разработать метод формализованного описания исходной технологической информации;
в) организовать информационно-поисковую службу;
г) разработать формы и правила печати результатов проектирования.
Проектирование технологической подготовки производства представляет собой процесс переработки информации самой разнообразной формы и содержания. Информацию, перерабатываемую в САПР, делят на условно-постоянную и переменную. Условно-постоянная информация остается неизменной при решении множества задач одного класса в неизменных условиях производства. Она меняется лишь при переходе к задачам другого класса или при изменении производственных условий. К условно-постоянной информации относятся ГОСТы, нормали, стандартные программы, таблицы коэффициентов, сведения об установленном оборудовании, наличии на складах материалов и т. п.
Переменной называют информацию, меняющуюся при решении каждой задачи, например данные о детали, которые после проектирования технологии ее обработки изымают из САПР.
4.4 Классификация САПР в компьютерно-интегрированном производстве
Одними из важнейших функций инженера являются проектирование изделий и технологических процессов их изготовления. В связи с этим САПР принято делить по крайней мере на два основных вида:
САПР изделий (САПР И);
САПР технологических процессов (САПР ТП) их изготовления.
Ввиду того, что на Западе сложилась своя терминология в области автоматизированного проектирования и она часто используется в публикациях, будем рассматривать и «западные» и отечественные термины.
САПР изделий. На Западе эти системы называют CAD (Computer Aided Design), по – существу термин «CAD» можно перевести как «проектирование с помощью компьютера». Эти системы выполняют объемное и плоское геометрическое моделирование, инженерные расчеты и анализ, оценку проектных решений, изготовление чертежей.
Научно – исследовательский этап САПР иногда выделяют в самостоятельную автоматизированную систему научных исследований (АСНИ) или, используя западную терминологию, автоматизированную систему инжиниринга – CAE (Computer Aided Engineering).
САПР технологии изготовления. В России эти системы принято называть САПР ТП или АС ТППП (автоматизированные системы технологической подготовки производства). На Западе их называют CAPP (Computer Automated Process Planning). Automated – автоматический, Process – процесс, Planning – планировать, планирование, составление плана. С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы и оформляют их в виде маршрутных, операционных, маршрутно – операционных карт, проектируют технологическую оснастку, разрабатывают управляющие программы (УП) для станков с ЧПУ.
Более конкретное описание технологии обработки на оборудовании с УЧПУ (в виде кадров управляющей программы) вводится в автоматизированную систему управления производственным оборудованием (АСУПР), которую на Западе принято называть CAM (Computer Aided Manufacturing). Manufacturing – производство, изготовление. Техническими средствами, реализующими данную систему, могут быть системы ЧПУ станков, компьютеры, управляющие автоматизированными станочными системами.
Помимо этого различают: систему производственного планирования и управления PPS (Produktionsplaungs system), что соответствует отечественному термину АСУП (автоматизированная система управления производством), а также систему управления качеством CAQ (Computer Aided Qulity Control). Qulity – качество, Control – управление.
Самостоятельное использование систем CAD, CAM дает экономический эффект. Но он может быть существенно увеличен их интеграцией посредством CAPP. Такая интегрированная система CAD/CAM на информационном уровне поддерживается единой базой данных. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат проектирования в системе CAD), о технологии изготовления (как результат работы системы CAPP) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе CAM на оборудовании с ЧПУ) – рис.10.
Рисунок 10 – Элементы интегрированной системы САПР.
В настоящее время основной тенденцией в достижении высокой конкурентоспособности западных и российских предприятий является переход от отдельных замкнутых САПР и их частичного объединения к полной интеграции технической и организационной сфер производства. Такая интеграция связывается с внедрением модели компьютерно – интегрированного производства (КИП).
Внедрение компьютерно – интегрированного производства значительно сокращает общее время прохождения заказов за счет:
- уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов;
- перехода от последовательной к параллельной обработке;
- устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачи данных (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий).
