Сроки ТПП изделий на базе унификации конструкторских и технологических признаков деталей и типизации ТП их изготовления в большой степени зависят от скорости переработки информации в ходе ТПП, и в первую очередь, в ходе проектирования ТП. Эти сроки существенно снижаются при внедрении принципов автоматизированного проектирования ТП в практику ТПП.
Проектированиемназывают процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта, на основе первичного описания данного объекта и (или) алгоритма его функционирования (ГОСТ 22487-89).Проектирование – сложный творческий процесс целенаправленной деятельности человека, требующий от него глубоких знаний и навыков в своей профессиональной области и широкого использования практического опыта. Входной информацией процесса проектирования являются цель проектирования, выраженная в виде совокупности условий и требований, которым должен удовлетворять проектируемый объект, и факторы, которыми можно варьировать при проектировании. Результатом процесса проектирования является информационная модель проектируемого объекта, необходимая и достаточная для достижения цели проектирования.
Методологической основой реализации процесса проектирования является системный подход к объекту проектирования.
Здесь и далее процесс проектирования рассматривается применительно к разработке ТП изготовления деталей машин и решению других сопутствующих задач технологического проектирования в машиностроении. В качестве объекта проектирования в данном случае будут рассматриваться ТП механической обработки детали, сборки узла или машины, управляющая программа обработки для станка с ЧПУ, конструкция и ТП изготовления специального режущего и вспомогательного инструмента, технологической оснастки.
ТП изготовления детали, как объект проектирования, можно представить в виде иерархической структуры, расчлененной на несколько взаимосвязанных уровней. В результате такого представления процесс проектирования ТП сводится к решению задач различной степени детализации на взаимосвязанных уровнях: от формирования состава и структуры технологического маршрута обработки до расчета межоперационных (межпереходных) размеров, режимов резания при обработке отдельных поверхностей, разработки управляющих программ для станков и обрабатывающих центров с ЧПУ (рисунок 1).
В современной практике технологического проектирования в машиностроении различают неавтоматизированное и автоматизированное проектирование.
Неавтоматизированное проектирование – проектирование, полностью осуществляемое человеком.
Автоматизированное проектирование – проектирование, при котором отдельные его этапы или задачи осуществляется взаимодействием человека и электронно-вычислительной машины (ЭВМ).
Автоматизированное проектирование нельзя трактовать как автоматическое, так как оно не исключает участия человека в процессе принятия решений по всем проектным задачам, а лишь позволяет решать с помощью ЭВМ наиболее трудоемкие задачи проектирования. При этом обеспечивается распределение функций проектирования между человеком и ЭВМ: человек решает проектные задачи творческого характера, а ЭВМ – задачи, допускающие однозначное формализованное описание процесса их решения в виде алгоритма рутинного характера. Таким образом, автоматизированное проектирование основано на формализации процесса решения целого ряда задач технологического проектирования.
Формализацияпроцесса решения задач подразумевает обязательную разработку формальных алгоритмов решения, которые можно реализовать с помощью известных математических и логических моделей и формул.
По данным С. Н. Корчака и соавторов, приведенным в работе [1], при неавтоматизированном проектировании на принятие проектных решений затрачивается около 10 % времени, остальное время тратится на поиск информации и оформление документов; проектные решения принимаются на основе опыта и интуиции из небольшого числа возможных вариантов без применения современных методов оптимизации.
Автоматизация проектирования ТП с помощью ЭВМ позволяет:
1) обеспечить хранение, быстрый поиск и обработку всего необходимого для проектирования массива информации;
2) ускорить разработку ТП, в том числе при обновлении или увеличении номенклатуры изделий;
3) обеспечить оптимальность проектных решений по определенным критериям путем выбора их из множества всех возможных решений;
4) предоставить возможность проводить на ЭВМ моделирование процессов в технологических системах с применением универсальных, точных, адекватных и экономичных математических моделей.
5) обеспечить оперативную выдачу технологической документации.
Таким образом, широкое внедрение принципов и систем автоматизированного проектирования в практику разработки ТП изготовления деталей машин и решения других проектных задач ТПП изделий машиностроения является существенным резервом сокращения сроков ТПП изделий, снижения трудоемкости технологического проектирования, повышения качества разрабатываемых ТП.
