Справочник технолога-машиностроителя
Глава 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОПЕРАЦИЙ ОБРАБОТКИ

Под автоматизацией проектирования пони­мают систематическое использование ЭВМ в процессе проектирования при обоснованном распределении функций между человеком и ЭВМ и обоснованном выборе методов авто­матизированного решения технологических за­дач.

Согласно ГОСТ 22487 — 77 различают про­ектирование трех видов: неавтоматизирован­ное, автоматизированное и автоматическое. При неавтоматизированном проектировании все преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования или алго­ритма процесса, а также представление описа­ний на различных языках осуществляет чело­век. При автоматизированном проектировании все вышесказанное осуществляется в результа­те взаимодействия человека и ЭВМ, а при ав­томатическом проектировании — без участия человека.

При автоматизированном проектировании проектировщик должен решать творческие за­дачи, а ЭВМ — задачи, функции которых свя­заны в основном с выполнением нетворческих или умственно-формальных процессов при проектировании.

Дальнейшее развитие теории проектирова­ния и вычислительной техники позволяет по­степенно передавать ЭВМ решение и творче­ских задач.

Производительность труда технолога-про­ектировщика повышается: 1) совершенствова­нием системы проектирования, включая систе­матизацию самого процесса проектирования и улучшение труда проектировщиков; 2) комп­лексной автоматизацией нетворческих функций проектировщика в процессе проектирования; 3) разработкой имитационных моделей для автоматического воспроизведения деятельно­сти человека, его способности принимать ре­шения в условиях полной и частичной неопре­деленности создавшихся ситуаций.

По степени углубленности разработок раз­личают несколько уровней проектирования: разработку принципиальной схемы технологи­ческого процесса, проектирование технологи­ческого маршрута обработки детали, проекти­рование технологических операций, разработ­ку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.

Технологический процесс механосборочно­го производства и его элементы являются ди­скретными, поэтому задача синтеза заклю­чается в определении их структуры. Если среди вариантов структуры ищут наилучший в некотором смысле, то такую задачу синтеза называют структурной оптимизацией.

Расчет оптимальных параметров техноло­гического процесса или операции (перехода) при заданной структуре с позиции некоторого критерия называют параметрической оптими­зацией. Возможности постановки и решения задач структурной оптимизации ограничены, поэтому под оптимизацией часто понимают только параметрическую оптимизацию. Сле­довательно, параметрическая оптимиза­ция — это определение таких значений параме­тров х, при которых некоторая функция F(x), называемая целевой, или функцией эффектив­ности, принимает экстремальное значение.

На каждом уровне процесс технологическо­го проектирования (проектирование техноло­гических процессов и их оснащение) предста­вляется как решение совокупности задач (рис. 9).

При решении технологической задачи взаи­модействие технолога-проектировщика с ЭВМ представляет процесс обмена информацией в определенном режиме. Различают два ос­новных режима: пакетный (автоматический) и диалоговый (оперативный).

При пакетном режиме технолог-пользова­тель и программист, как правило, не имеют прямой связи с ЭВМ. Тексты программ, ре­зультаты их проверки и решения технологиче­ской задачи передаются через оператора ма­шине. Пакет прикладных программ предста­вляет комплекс программ, работающих под управлением программы-монитора и предназ­начен для решения определенного класса близких друг другу технологических задач, напри­мер проектирование технологического марш­рута обработки деталей определенного класса (группы), сборки узлов и сборочных операций заданного типа.

При оперативном режиме технолог - про­ектировщик — пользователь непосредственно связан с ЭВМ через индивидуальный терми­нал или абонентский пункт (пишущую ма­шинку, телетайп, дисплей). Он получает сооб­щение ЭВМ достаточно быстро, через интер­вал времени, не нарушающий естественного хода его мысли. Диалоговый режим целесо­образно применять тогда, когда этот метод является единственным или он эффективен.

Диалоговый режим эффективен при реше­нии творческих задач, когда требуется эври­стический подход (распознавание геометриче­ских образов деталей, размерных и топологи­ческих связей между элементарными геоме­трическими образами с целью оптимального выбора схем базирования, проектирование маршрута обработки, сборки и др.). Эти и многие другие задачи могут быть решены эффективно лишь путем синтеза творческих процессов человека и «способностей» ма­шинных программ. Вместе с тем при диалого­вом режиме значительно увеличиваются затраты на создание программного обеспечения, возрастают затраты на проектирование. Мож­но создавать пакеты программ, позволяющих накапливать опыт проектирования и формиро­вать алгоритмы классификации, генерирова­ния понятий, поведения. Поэтому возникла и решается задача создания автоматизиро­ванных систем проектирования технологиче­ских процессов в режиме диалога с последую­щим переходом к пакетному (автоматическо­му) режиму более высокого уровня путем использования программ обучения.