Вопрос 4 Технологичность конструкции изделия для автоматизированного производства

Вопрос 5 Автоматизация 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.

Первыми двумя целями и задачами автоматизации технологической подготовки производства являются следующие:

- Сокращение трудоемкости технологической подготовки производства и, как следствие, сокращение числа технологов.

- Сокращение сроков технологической подготовки производства.

Необходимы еще следующие замечания относительно двух первых целей и задач. Сокращение числа технологов приводит к уменьшению себестоимости изделия. А необходимость сокращения сроков технологической подготовки производства обуславливается тем, что в конкурентной борьбе выстоит та фирма, которая не только выпускает конкурентоспособную продукцию, но и укладывается в минимальные сроки по подготовке этой продукции к выпуску. Если представить, что две конкурирующие фирмы одновременно решили выпускать одинаковое изделие, но первая из них затратила полгода на проектирование и производство первого образца, а у второй фирмы на это ушел год, то конечно же первая фирма будет находиться в более выгодном положении на рынке. Современная станкостроительная фирма считается конкурентоспособной, если время от идеи создания нового современного станка до выхода первого образца этого станка за ее ворота составляет не более 1,5 лет.

Третьей целью и задачей автоматизации технологической подготовки производства является повышение качества разрабатываемых технологических процессов. Эта необходимость объясняется следующими причинами.

Техническое перевооружение современного машиностроительного производства осуществляется в основном по двум направлениям:

1 - Замена универсального оборудования с ручным управлением, обслуживаемого рабочим высокой квалификации, оборудованием с автоматическим циклом обработки. Переналадка такого оборудования осуществляется наладчиками по тщательно разработанным операционным и наладочным картам. Возможно многостаночное обслуживание такого оборудования. В связи с увеличением дефицита квалифицированных рабочих это направление достаточно перспективно, особенно в условиях средне – и крупносерийного производства.

2 - Внедрение станков с ЧПУ, обладающих гораздо большей степенью универсальности. Их переналадка занимает в десятки раз меньшее время, чем в первом случае. Но и здесь необходимо тщательно прорабатывать технологические процессы и затем составлять управляющие программы.