Автоматизация технологической подготовки производства

Одним из решающих направлений совершенствования ТПП является создание и эффективное использование автомати­зированных систем, основанных на широком использовании ЭВМ.

Автоматизированная система технологической подготов­ки производства (АСТПП) является подсистемой АСУП (авто­матизированной системы управления предприятием) и состо­ит из функциональных подсистем более низкого уровня, вы­деленных в соответствии с задачами, решаемыми в процессе ТПП: системы автоматизированного проектирования техноло­гических процессов (САПРТП), системы автоматизированно­го проектирования технологического оснащения (САПРТО), системы автоматизированного проектирования производ­ственных подразделений (САПРОП) и системы управления тех­нологической подготовки производства (АСУТПП).

В системе автоматизированного проектирования форма­лизация процессов выбора и проектирования технологии, ос­нащения и способов организации производства выполняется инженерами - специалистами в области использования средств вычислительной техники и автоматизации проектиро­вания. В зависимости от уровня автоматизации проектных paбот различают системы с частичной автоматизацией, автома­тизированные системы, решающие более комплексные зада­чи ТПП, автоматические, а также самонастраивающиеся и са­моорганизующиеся системы высокого уровня.

В САПР с частичной автоматизацией решаются отдельные задачи, например, составление операционных карт, расчет норм штучного времени выполнения операций и др. В автоматизи­рованных системах решаются задачи применительно к опреде­ленному классу изделий, деталей, технологических процессов, видов оснащения. Например, разрабатывается технология из­готовления тел вращения, выбираются средства технологичес­кого оснащения, проектируются участки, линии и т. д.

Автоматизированные системы являются частью интегри­рованных производственных систем, осуществляющих комплексную подготовку производства изделий для изготовления их на высокоорганизованных производственных системах типа ГПС. Самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы могут отслеживать изменение условий производства, коррек­тируя методы решения задач. Участие человека в этих систе­мах сводится к минимуму.

АСТПП - сложная по структуре и функционированию ки­бернетическая система, находящаяся в постоянном движе­нии, реагирующая на изменение данных, поступающих в про­цессе проектирования от других подсистем, производствен­ных и других подразделений, вырабатывающая ответные дей­ствия, в результате которых либо сохраняется стабильность существующего положения, либо определяется вариант от­ветного действия.

Обмен информации между системами происходите помо­щью прямых и обратных связей. В процессе передачи по ка­налам связи информация может принимать различные фор­мы, быть представленной на различных носителях.

Обеспечение АСТПП необходимой информацией органи­зуется с использованием информационно-поисковой систе­мы (ИПС), которая в зависимости от уровня автоматизации системы проектирования может быть полумеханизированной, механизированной, использующей сортировочные устройства электромеханического типа, или автоматизированной с ис­пользованием ЭВМ различного типа, допускающих работу в диалоговом режиме. Применение разработанных ранее тех­нических решений, найденных с помощью ИПС, позволяет сни­зить трудоемкость проектирования на 20 - 50% в зависимос­ти от степени новизны разрабатываемых изделий и техноло­гических процессов.

Автоматизированное проектирование ТПП представляет собой развернутый и сложный процесс переработки информа­ции разнообразного вида, формы и содержания. Основной це­лью создания АСТПП является ускорение и совершенствование процессов технологического проектирования за счет автома­тизации и механизации с помощью вычислительной техники ряда сложных и трудоемких процессов проектирования, под­дающихся формальному алгоритмическому описанию.

Разработка и внедрение АСТПП, с одной стороны, требуют наличия развитых стандартизации и унификации конструктив­ных элементов, типизации и нормализации технологических процессов и оснащения, вычислительной техники и ее мате­матического и программного обеспечения, а с другой - АСТПП стимулирует деятельность научных и проектных организаций в этом направлении и способствует повышению качества тех­нологического проектирования, а также унификации техничес­ких решений.

Эффективность функционирования АСТПП определяется качеством построения и использования единого банка данных технологического назначения, порядком формирования и со­ставом документации. Как правило, банк данных АСТПП содер­жит четыре группы документов:

• конструкторско-технологические характеристики проек­тируемых изделий, определяющих специализацию предпри­ятия, параметры деталей, сборочных единиц, изделия в целом;

• эксплуатационно-технические характеристики оборудо­вания и технологической оснастки, применяемых на предпри­ятии или находящихся в стадиях проектирования;

• организационно-технологическая документация, включа­ющая технологические маршруты, операционные карты, тех­нологические процессы изготовления деталей, сборки изде­лий, конструкторские и технологические спецификации, про­екты линий, участков, производств;

• нормативно-справочная документация, регламентирую­щая содержание, порядок работ в ТПП, требования, предъяв­ленные к ним государственными и отраслевыми стандартами, нормативной документацией предприятия.

Завершающей стадией в АСТПП является подготовка тех­нологической и проектной документации для освоения выпус­ка новой техники. В связи с автоматизацией работ меняется и носитель информации. По мере совершенствования АСТПП сокращается доля традиционных форм конструкторской, тех­нологической, организационно-экономической и производ­ственной информации. Возрастает доля информации на ма­шинных носителях, магнитных лентах, дисках и др. В этом слу­чае результаты проектирования технологии представляются в виде операционных карт, результаты синтеза траекторий дви­жения инструментов - в виде расчетно-технологических карт, результаты проектирования средств технологического осна­щения - в виде рабочих чертежей и конструкторских специ­фикаций, полученных на ЭВМ, графопостроителях и чертежно-графических автоматах только для осуществления конт­рольных функций.

Экономический эффект при автоматизированном проекти­ровании достигается как за счет снижения трудоемкости са­мого процесса проектирования, так и за счет использования резервов в технологических процессах, таких как повышение качества изделий, уменьшение расхода инструментов, умень­шение отходов и т. п., а также за счет оптимизации принимае­мых решений, таких как оптимизация раскроя материала, оп­тимизация режимов резания, оптимизация распределения припусков.

Экономический эффект АСТПП определяется путем сопо­ставления затрат на создание системы (Кс) и годовых эксплу­атационных затрат на работы по ТПП до внедрения АСТПП (S1) и после внедрения (S2). Экономический эффект может быть определен за счет сокращения цикла СОНТ и в сфере произ­водства за счет повышения качества продукции и снижения ее себестоимости.