Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Исторнко-полнтические события, происходящие п настоящее время, направлены на изменение производственных отношений, т.е. отношений собственности. Система централизованного распределения ресурсов вытесняется системой отношений экономического интереса, самоокупаемости и самофинансирования производителен, что объективно порождает важность и актуальность вопроса эффективности автоматизации технологических процессов и характеризуется необходимостью разработки методов и средств аналігза и синтеза структуры и характеристик производственных систем (ПС) с целью улучшения качества продукции и технико-экономических показателей, повышения производительности труда, сокращения сроков создания новых изделий; обоснования консервации или ликвидации нежизнеспособных производств, реструктуризации ПС; определения направлений использования капиталовложений.
Так как основную часть стоимости составляет стоимость основного оборудования, разработка методов по объективному определению оптимальных характеристик станочной системы, определяющих эффективность производственной системы с целью обоснования рационального варианта структуры ПС, является актуальной.
Связь работы с крупными научным» программами, темами. Выполнение работ в данном направлении соответствует республиканской научно-технической программе "Информатика" (Постановление Комиссии Президиума Совета Министров Республики Беларусь по вопросам научно-технического прогресса, протокол № 5/116 от 30 июня 1992 года); Программе информатизации Республики Беларусь на 1991-1995 и на период до 2000 года; тесно связано с "Программой информатизации городского хозяйства Минска", разработанной Мингорнсполкомом; программой "INTEL" американского предприятия 1DP. Целью данных программ, в частности, является выработка обшей концепции реструктуризации и автоматизации производства, разработка методов, моделей и методологии проектирования автоматизированных ПС в условиях перехода к рынку, создание типовых программно-технических средств. Цель и задачи исследовании. Целью диссертационного исследования является повышение уровня проектно-конструкторских решений при реструктуризации схем построения станочных систем автоматизированного техно-
2»
логического процесса механической обработки деталей типа "тела вращения" и снижение трудоемкости проектирования за счет:
-
Разработки машинно-ориентированного метода ебьективной оценки технических характеристик производственных систем механической обработки деталей (МОД) типа тела вращения (ТВ) с учетом особенностей технологического процесса (Тії) механообработки ТВ.
-
Определения экономических характеристик с учетом современных условий хозяйствования.
3. Разработки машинно-ориентированного метода выбора рациональной
структуры ТП и соответствующей схемы построения автоматизированной ста
ночной системы (СС) МОД с учегом уровня автоматизации, специализации и
типизации оборудования, возможности концентрации и дифференциации опе
раций, а также создание комплекса алгоритмических и программных средств
по реализации предложенных методов.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Определить состав технических и экономических характеристик ПС и разработать инженерные методы их расчета.
-
Разработать машинно-ориентированный метод с соответствующим программным обеспечением и получить объективные зависимости характеристик ПС от конструктивно-технологических признаков (КТП) и других факторов на основе классификации и формализации информации о технологических операциях механической обработки и КТП обрабатываемой детали.
-
Обосновать выбор рациональной структуры технологического процесса механообработки деталей типа тел вращения с учётом вариантности методов обработки и степени автоматизации оборудования.
4. Разработать машинно-ориентированный метод и соответствующий ком
плекс программных средств для формирования рациональных по степени спе
циализации, типизации и автоматизации оборудования и концентрации опе
раций структур ПС МОД типа ТВ с использованием обобщенных техниче
ских и экономических характеристик ПС.
5. Апробировать полученные модели, методы и пакеты программ в производ
стве.
Обьект и предмет исследования. Объектом исследования являются производственные системы механической обработки деталей типа «тела вращения»
Гипотеза. Разработка методов на базе алгоритмов метода группового учета аргументов (МГУА) позволит получить новые научно-технические результаты и повысить уровень проектно-конструкторских решений.
о Методология и истоды проведённого исследования. Решение поставленных задач основывается на использовании основных положеїшй автоматизации технологических процессов, технологии машиностроения, элементов теории множеств, теории вероятности, методах самоорганизации сложных систем, математической логики, теории принятия решений, методов многокритериальной оптимизации и программирования на ПЭВМ, органгоации и планирования производства, модифицированном комбинаторном алгоритме метода группового учета аргументов (МГУА) и методе последовательного технологического синтеза ПС МОД типа ТВ.
Научная новщил и значимость полученных результатов. Научная новизна и значимость работы заключается в следующем:
-
Предложенный метод определения характеристик ПС МОД позволяет, в отличие от существующих, учитывать особенности мехашгзеской обработки деталей типа тел вращения и КТП обрабатываемых деталей, а также современные условия хозяйствования. Практические исследования показали, что точності, определения технических характеристик по предложенному методу от 6% до 32% выше по сравнению с существующими методами, обзор которых приведен в первой главе.
-
Осуществлена модификация комбинаторного алгоритма МГУА с целью регуляризации модели путем введения, наряду с традиционно используемыми обучающей и проверочной последовательностями, решающей последовательности исходных данных с применением дополнительного одномодального критерия и впервые получены объективные функциональные модели времени выполнения нетривиальных операций в зависимости от геометрических параметров деталей типа ТВ для основных операций при фиксированных режимах резания.
-
Разработана информационная модель подсистемы основного технологического оборудования (ОТО) ПС МОД типа ТВ в зависимости от степени автоматизации, специализации и типизации, позволяющая наглядно представить процесс преобразования детали с учетом особенностей технологического процесса МОД типа ТВ и усовершенствовак метод определения количественного состава однотипного оборудования с целью увеличения коэффициента использования оборудования.
-
Разработан инженерный метод определения рациональной структуры ПС МОД типа ТВ с использованием разработанной автором системы взаимосвязанных технических и экономических показателей на базе информационных моделей, позволяющий, в отличие от существующих методов, осуществлять схему структурного построения ПС МОД типа ТВ с учетом оптимизации как
4 степени автоматизации, специализации и типизации оборудования, так и степени концентрации и дифференциации операций обработки, а также впервые осуществлено применение вероятностного алгоритма МГУА для определения рациональной схемы построения станочной системы, что позволило снизить трудоёмкость проектирования и повысить качество проектно-конструкторских решений.
Практическая значимость полученных результатов. Практическая значимость полученных результатов состоит в следующем:
1. Возможность применения предложенных новых подходов к решению отдельных задач и их совместного решения при проведении обоснованной разработки, реструктуризации, приватизации, купли-продажи и выделении жизнеспособных ПС МОД типа ТВ.
2. Разработанные на базе полученных результатов комплексы программных средств полностью готовы к использованию, прошли апробацию и успешно функционируют в ИТІ "IBP" и на Минском ПО по выпуску автоматических линий при решении производственных задач, связанных с автоматизацией ТП на участке механической обработки втулок.
Экономическая значимость полученных результатов. Пакеты прикладных программ, разработанные на базе получешгых в диссертационной работе результатов, могут быть использованы в качестве коммерческого продукта предприятиями и организациями различных форм собственности при решении вопросов, связанных с автоматизацией ТП МОД типа ТВ.
Экономический эффект внедрения результатов диссертационной работы на Минском ПО автоматических линий в 1996 году составил 434 490 000 рублей, в ИП "1ВР" - 420 000 000 рублей.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Метод определения экономических характеристик ПС механической обработки деталей типа тел вращения, учитывающий современные условия хозяйствования РБ.
-
Метод определения технических характеристик ПС механической обработки деталей типа тел вращения, учитывающий особенности МОД ТВ и КТП деталей.
-
Метод оптимального формирования рациональной структуры производственных систем механической обработки деталей типа тел вращения с учетом разработанной автором системы показателей, позволяющий осуществлять построение станочной схемы, рациональной как по степени автоматизации оборудования, так и степени концентрации и дифференциации операций механической обработки.
Личный вклад соискателя. Все новые результаты, вошедшие в диссертацию, получены автором самостоятельно.
Апробация иезультатон. дисссіїтащпі. Основные положения диссертационной работы обсуждались и были одобрены: на "Межреспубликанской научной конференции по физико-математическим наукам, радиоэлектронике и вычислительной технике" (Минск, 1987 г.); на республиканской научно-практической конференции творческой молодежи "Актуальные проблемы информатики: математическое, программное и информационное обеспечение" (Минск, 1988 г.); на школе-семинаре "Статистические методы распознавания образов и компьютерной кластеризации" (Киев, 1989 г.); на международном симпозиуме "INFO-89" (Минск, 1989 г.); на семинаре по МГУА (Киев, Институт кибернетики им. В.М.Глушкова, 1989г.); на научно-практическом семинаре "Электронно-вычислительные машины и их применение" (Витебск, 1990 г.); на Межгосударственной научно-практической конференции творческой молодежи "Актуальные проблемы информатики: математическое, программное и информационное обеспечение" (Минск, 1994 г.); на научно-технической конференции "Современные проблемы радиотехники, электроники и связи", посвященной 100-летига радио (Минск, 1995 г.).
Опублнкоцанность результатов. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе - 2 в научных журналах, 8 - в материалах конференций, 1 - концепция создания гибких автоматизированных заводов "Автоштамп-95".
По результатам диссертационной работы автор имеет: Диплом Лауреата научной конференции по физико-математическим наукам, радиоэлектронике и вычислительной технике (Минск, 1987 г.), Диплом лауреата республиканского конкурса 1987/1988 г. на лучшую научную работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам (Минск, 1988 г.), две Почетных грамоты за успешное выступление на Республиканской научной конференции творческой молодежи по информатике (Минск, 1988 г.), Свидетельство Государственного Комитета СССР по науке и технике за второе место во Всесоюзном конкурсе на разработку концепции создания гибких автоматизированных заводов, объявленного постановлением Государственного Комитета СССР по науке и технике от 21 января 1988 года N 13 (Москва, 1989 г.).
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, четырех глав, заключения, 5-ти приложений, изложена на 170 страницах машинописного текста, содержащих 13 рисунков и 19 таблиц. Список использованных источников состоит из 213 наименований. Объем приложений 51 страница.