Проектирование ТП изготовления деталей обеспечивают сис-темы САРР,а сборки — системы СААР.Системы САМ, САРР, СААРотносят к САПР ТП.Системы САРР и СААРмогут входить в интегрированные САПР, например, системы CAE/CAD/CAM/ САРР.
Автоматизированные системы ТПП, в полной мере отвечаю-щие представленным принципам и требованиям пользователей, в настоящее время еще не разработаны. Их создание представляет серьезную, актуальную научно-техническую проблему, которая еще не решена.
Состояние поддержки решений, принимаемых при выполне-нии отдельных функций и задач ТПП, различно. Наи-большие усилия прилагаются для автоматизации поддержки про-ектных технологических решений, прежде всего связанных с про-ектированием ТП и средств технологического оснащения, что на-шло отражение в создании и промышленном применении соот-ветствующих систем автоматизации: САПР ТП и САПР К.
Недостаточно высокий общий уровень современной автомати-зации ТПП объясняется тем, что технологические решения, под-чиняясь общим закономерностям принятия решений, имеют ряд особенностей, обусловленных:
•преобладанием в предметной области технологии машино-строения описательных форм представления знаний при мини-мальном числе вскрытых строгих аналитических зависимостей;
•сложной логикой суждения, взаимными влияниями различ-ных факторов и большой размерностью задач, например, для авто-матизации выбора режима резания необходимо определить более 1 000 переменных различных типов;
•большой ролью знаний, полученных из опыта (эмпирических знаний), и наличием скрытых объективных законов;
•необходимостью взаимодействия при принятии решений со сложными информационными потоками, состоящими из большого числа переменных различных типов, раскрывающих сущность тех-нологии (характеристики оборудования, инструмента, оснастки; параметры режимов резания; данные о свойствах материалов и т.д.);
•итерационным характером процесса принятия технологиче-ских решений: решение обычно формируется путем последовательного приближения к наиболее приемлемому для заданных усло-вий результату.
Большинство задач, выполняемых при ТПП, являются трудно -или неформализуемыми. Для их решения пока не могут быть пред-ложены формальные (базирующиеся на использовании зависи-мостей, представляемых с помощью формул) алгоритмы. Алго-ритм — строгая последовательность формальных процедур, вы-полнение которых гарантированно ведет к получению искомого решения. Все сказанное в полной мере относится к проектирова-нию ТП изготовления изделий, являющемуся важнейшей функ-цией ТПП
Системы автоматизированного проектирования технологичес-ких процессов изготовления изделий машиностроения способствуют выполнению важнейшей функции при поддержке решений, при-нимаемых и реализующихся в ЖЦИ, системы должны обеспечивать:
•проектирование ТП изготовления деталей;
•подготовку управляющих программ для станков с ЧПУ;
•проектирование ТП сборки изделий.
Основная идея, положенная в основу автоматизации проекти-рования ТП, может быть сформулирована следующим образом: при заданной (и введенной в автоматизированную систему) ин-формации о конструктивно-технологических параметрах предмета производства (детали, сборочной единицы, изделия), данных о производственных условиях и ресурсах, объеме выпуска изделий и т.д., система должна обеспечить проектирование и выдачу в за-данных форматах ТП, пригодного для реализации в заданных про-изводственных условиях, при минимальном приложении интел-лекта специалиста. Качество полученного проектного решения долж-но быть не ниже, чем при его формировании специалистом соот-ветствующей квалификации.
Изготовление конкретного изделия всегда осуществляют по еди-ничному ТП. Поэтому, спроектированный с помощью рассматри-ваемой системы процесс чаще всего должен быть единичным. Про-ектирование единичного процесса может осуществляться либо толь-ко на основе описания конструктивно-технологических парамет-ров предмета производства (индивидуальное проектирование), либо на основе ТП-аналогов (типовых и групповых). В соответствии с этим, различают САПР, обеспечивающие автоматизированный синтез единичных процессов и САПР ТП, использующие ТП-аналоги.
Исторически усилия большинства исследователей и разработ-чиков направлялись на создание САПР ТП изготовления деталей. Теория и практика автоматизации проектирования ТП изготовле-ния деталей наиболее разработаны. Вместе с тем в настоящее вре-мя практически отсутствуют полноценные системы, позволяющие осуществлять автоматизированный синтез единичных ТП (прежде всего — маршрутных) на основании конструктивно-технологичес-ких моделей детали и исходной заготовки. Это объясняется слож-ностью, наличием трудноформализуемых этапов проектирования ТП, недостаточной разработанностью теории синтеза структур сложных систем. Однако объективная потребность в автоматиза-ции синтеза структур ТП неуклонно возрастает, что объясняется:
•необходимостью постоянного поиска новых технологических решений, позволяющих повысить конкурентоспособность изделий;
•желанием получать альтернативные варианты ТП с последую-щим их отбором и оптимизацией;
•стремлением максимально адаптировать ТП к изменениям производственной ситуации (нарушения заданного процесса, вы-ход из строя оборудования, внесение изменений в конструкцию изделия и ТП) с целью гарантированного обеспечения качества изделия.
В последнем случае автоматизированный синтез ТП применяют не только для проектирования при ТПП, но и при непосредствен-ном производстве для обеспечения качества технологических ре-шений при их реализации.
Особенно актуально создание синтезирующих САПР единич-ных ТП изготовления деталей для производственных систем мно-гономенклатурного (единичного и среднесерийного) производства. В мировом машиностроении около 85 % всех предприятий являют-ся предприятиями именно с единичным и среднесерийным произ-водством, причем доля этих предприятий постоянно увеличивается. Машиностроение становится все более многономенклатурным это дна из основных тенденций его современного развития. На долю индивидуального проектирования единичных ТП изготовле-ния изделий машиностроения приходится до 60% объема всех за-дач проектирования ТП. Около 40 % приходится на долю задач про-ектирования, решаемых с использованием ТП-аналогов.
Любая производственная система обладает ограниченными тех-нологическими возможностями и ресурсами. Автоматизация син-теза единичных ТП позволяет в максимальной степени учесть име-ющиеся производственные ресурсы и наиболее эффективно ис-пользовать их. Синтезирующие САПР единичных ТП должны:
•удовлетворять основным принципам построения систем авто-матизации ТПП;
•обеспечивать формирование единичных ТП (включая маршрут-ную и операционную технологию) изготовления деталей, независи-мо от класса последних, а лишь на основании их конструктивно-технологических характеристик, требований к качеству, данных об условиях изготовления и использующихся при этом ресурсах;
•обеспечивать выдачу результатов проектирования в форматах, указываемых пользователем и соответствующих требованиям ЕСТП П.
Проектирование единичного ТП изготовления конкретной де-тали на основе аналогов выполняют по следующей схеме:
•проводят поиск ТП-аналога (обычно это типовой, реже-групповой ТП);
•выполняют корректировку ТП-аналога на основе сравнения конструкции и технологических параметров типовой и конкретной деталей, т.е. включают в базовый ТП-аналог дополнительные тех-нологические операции или, наоборот, исключают ненужные.
В результате получают единичный ТП изготовления конкрет-ной детали. Принципиальным отличием такого проектирования от индивидуального является замена процедуры создания (синтеза) структуры процесса поиском аналога и его корректировкой. Каче-ство спроектированного ТП в последнем случае определяется ка-чеством поиска аналога и его корректировки.
Автоматизация проектирования ТП сборки изделий в настоя-щее время является одной из наиболее актуальных, сложных и наименее разработанных проблем современного машиностроения. Число САПР ТП, поддерживающих проектирование процессов сборки, незначительно. Уровень автоматизации проектирования процессов сборки низок. Это объясняется следующими основны-ми причинами:
•технологические методы сборки по своей сути, в частности -кинематически, сложны. Их практическая реализация отличается большим разнообразием действий, выполнение которых лежит за пределами возможностей современных средств автоматизации;
•процессы сборки имеют ветвящуюся (древовидную) структу-ру, их отличает исключительная многовариантность и возможность неожиданных для разработчика продолжений;
•сборка является завершающим этапом изготовления маши-ны, поэтому требования к обеспечению ею заданного качества (точ-ности) приобретают особую остроту;
•методы обеспечения заданной точности сборки весьма разно-образны и слабоформализованы, строгие правила их эффективно-го применения отсутствуют;
•базовые методологические принципы и правила проектирова-ния ТП сборки разработаны недостаточно, процесс проектирова-ния зачастую носит творческий характер и не может быть выпол-нен без участия специалиста.
Приведенные причины сильно ограничивают возможности фор-мализации при решении задач технологического проектирования сборки изделий. Это, в свою очередь, вызывает серьезные затруд-нения при разработке САПР ТП сборки. Исключительная актуаль-ность проблемы автоматизации проектирования ТП сборки вызы-вает необходимость интенсификации исследований в указанной области и унификации их результатов на единой методической базе, основу которой могут составить CALS-стандарты. Последнее обстоятельство исключительно важно для САПР ТП в целом, так как их разработка на единой методической базе существенно об-легчает интеграцию указанных систем с другими при автоматиза-ции ТПП.
