Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Традиционное проектирование технологической оснастки на основе стандартов предприятия 12
1.1. Общая характеристика холодной листовой штамповки 12
1.2. Штампы для холодной листовой штамповки как объект проектирования 13
1.2.1. Место проектирования штампов для холодной листовой штамповки в общей схеме технологической подготовки производства штамповой оснастки 13
1.2.2. Основные типы и классификация штампов для холодной листовой штамповки 14
1.2.3. Анализ конструкции штампов для холодной листовой штамповки 15
1.2.4. Традиционное проектирование штампов для холодной листовой штамповки 17
1.2.4.1. Специфика решения задач проектирования штамповой оснастки 17
1.2.4.2. Общая методика традиционного проектирования штампов холодной листовой штамповки 19
1.2.4.3. Принципы традиционного проектирования штампов для холодной листовой штамповки 19
1.2.4.4. Основные способы традиционного проектирования штампов для холодной листовой штамповки 21
1.2.4.4.1. Индивидуальное проектирование с использованием стандартных и типовых деталей и конструкций 21
1.2.4.4.2. Ускоренное проектирование на основе унифицированных конструкций и их чертежей 26
1.2.5. Информационная база и задачи проектирования штампов для холодной листовой штамповки 28
1.3. Выводы к главе 1 32
ГЛАВА 2. Формирование требований к системе автоматизированного проектирования технологической оснастки 34
2.1. Цели и задачи автоматизированного проектирования штампов для холодной листовой штамповки 34
2.2. Этапы разработки систем автоматизированного проектирования штамповой оснастки 36
2.3. Общесистемные принципы создания систем автоматизированного проектирования штамповой оснастки 37
2.4. Начальные этапы автоматизированного проектирования штампов для холодной листовой штамповки 39
2.5. Основные направления совершенствования автоматизированного проектирования штамповой оснастки 41
2.6. Современный этап автоматизированного проектирования штампов для холодной листовой штамповки 41
2.6:1 .Система КОМПАС-Штамп 42
2.6.2. Система СПРУТ - Штамп 44
2.7. Новый подход к разработке САПР штампов 47
2.7.1. Представление на ЭВМ знаний о способе решения задач в предметной области 47
2.7.2. Архитектура построения САПР штампов 50
2.8. Направления дальнейшего исследования 50
2.9. Базовые действия конструктора при автоматизированном проектировании штамповой оснастки 51
2.10. Выбор инструментальных средств 52
2.11. Выводы к главе 2 55
ГЛАВА 3. Создание компьютерной базы знаний для проектирования технологической оснастки (на примере штампов для ХЛШ) 57
3.1.Общие определения 57
3.2. Принципы разработки компьютерной базы знаний в условиях новой информационной технологии 58
3.3. Состав и структура компьютерной базы знаний для холодной листовой штамповки 59
3.4. Методика переноса стандартов предприятия в компьютерную среду 60
3.4.1. Свойства объектов предметной области 62
3.4.2. Словарь понятий предметной области 62
3.4.3. Табличные зависимости 63
3.4.4. Правила отбора данных из таблиц базы данных 67
3.4:5. Формирование отдельных правил принятия решений в компьютерной среде 69
3.4.6. Вычислительные модели 72
3.4.7. Параметрические графические прототипы 76
3.4.7.1. Создание параметрического прототипа чертежа детали 77
3.4.7.2. Создание параметрического прототипа сборки в компьютерном варианте 78
3.4.8. Сценарии проектирования объектов 85
3.4.9. Значения параметров по умолчанию 85
3.4.10. Слайд объекта проектирования 87
3.4.11. Прототип конструкции 88
3.5. Наполнение базы знаний для холодной листовой штамповки 89
3.6. Выводы к главе 3 92
ГЛАВА 4. Использование компьютерной базы знаний при проектировании технологической оснастки (на примере штампов для ХЛШ) 93
4.1. Проектирование штампов для холодной листовой штамповки на основе компьютерной базы знаний 93
4.1.1. Работа с проектами 94
4.1.2. Выбор варианта проектирования штампа 94
4.1.2.1. Первый вариант проектирования 96
4.1.2.2. Второй вариант проектирования 99
4.1.2.3. Третий вариант проектирования 101
4.1.2.4. Соотношение использования различных вариантов проектирования 101
4.1.3. Ввод и редактирование исходных данных 102
4.1.4. Заполнение динамической части компьютерной базы знаний 103
4.1.5. Оформление результатов деятельности 104
4.2. Модификация компьютерной базы знаний 106
4.3. Совмещенное проектирование основного изделия и технологической оснастки для его изготовления 107
4.4. Выводы к главе 4 112
Основные выводы и результаты 113
Список использованной литературы 115
- Индивидуальное проектирование с использованием стандартных и типовых деталей и конструкций
- Цели и задачи автоматизированного проектирования штампов для холодной листовой штамповки
- Методика переноса стандартов предприятия в компьютерную среду
- Проектирование штампов для холодной листовой штамповки на основе компьютерной базы знаний
Введение к работе
Актуальность работы
Сокращение сроков разработки и освоения выпуска новых конкурентоспособных изделий, пользующихся рыночным спросом, со всей очевидностью занимает доминирующее место в сегодняшнем развитии промышленного комплекса как в России, так и в.мире.
В процессе подготовки производства новых изделий трудоемкость проектирования и изготовления технологической оснастки (штампы, пресс-формы, калибры-мерители, инструменты и т.д.) может составлять до 50% [24].
Учитывая важность технологической оснастки для подготовки производства новых изделий, на предприятиях накоплен большой объем нормативно-справочной информации. Большая часть этой информации представлена в виде табличных зависимостей и примечаний к ним; формул; графиков и номограмм; параметрических прототипов чертежей и т.д., и сосредоточена в стандартах, справочниках, руководящих материалах.
Вся эта совокупность знаний накапливалась в течении многих десятилетий и прошла апробацию и согласование на практике и ожидает только перехода к компьютерному варианту проектирования.
Собственно проектирование технологической оснастки нельзя записать в виде простой формулы или инструкции. Это процесс, состоящий из набора событий и связанных с ним состояний и действий пользователя. В рамках этих событий происходит логическое развитие конструкции от технического задания до готового решения в виде конструкторско-технологической документации и далее вплоть до изготовления технологической оснастки «в металле». Обычно для изготовления одной детали из листа требуется конструкция штампа, состоящая из 15-30 деталей [114]. Причем большая часть взаимосвязей между отдельными деталями в конструкции штампа осознается конструктором, но из-за пассивного характера традиционной среды проектирования (кульман + карандаш) может быть реализована только при его непосредственном участии. Использование ЭВМ в процессе деятельности позволяет превратить среду проектирования в активную. Это достигается на основе использования компьютерной базы знаний (КБЗ). Поэтому перенос традиционных стандартов предприятия в компьютерную форму является актуальным. Причем перенос знаний в компьютерную базу обычно изменяет и характер деятельности конструктора в компьютерной среде по сравнению с пассивной средой проектирования.
Целью данной работы является сокращение времени и повышение качества проектирования технологической оснастки на основе повторного использования накопленных знаний и опыта, оформленных по специальным правилам в виде компьютерной базы знаний.
В качестве примера для демонстрации возможностей по повторному использованию знаний в ходе проектирования выбрана конкретная технологическая оснастка - штампы для холодной листовой штамповки (ХЛШ).
Для достижения поставленной в работе цели потребовалось решить следующие задачи: выявить роль и место технологической оснастки в ходе подготовки производства наукоемких изделий в машиностроении; выбрать CASE-средства для создания и использования компьютерной базы знаний в машиностроении; разработать методику переноса традиционной нормативно-справочной информации, оформленной в виде стандартов предприятия, в компьютерную среду; разработать методику использования компьютерной базы знаний при проектировании технологической оснастки (на примере проектирования штампов для ХЛШ).
Объектом исследования является процесс создания и использования компьютерной базы знаний для проектирования технологической оснастки. Место объекта исследования в ходе автоматизации деятельности в машиностроении приведено на рис. 0.1. На этом и следующих рисунках в тексте цветом выделены процессы и результаты, которым в работе уделено основное внимание.
Технологическая подготовка производства
Техническое задание
Технологическая оснастка
Изделие
Листовая штамповка
Пресс-формы
Калибры- мерители
Инструмент
Требования: исполнители - специалисты предметной области; адекватное отражение предметной области в компьютерной среде; использование накопленных знаний и опыта в последующих разработках; .организация как работы различных специалистов в ходе проекта, так и совмещенного проектирования основного изделия и технологической оснастки для его изготовления
Стандарты предприятия
Ручное проектирование [роцесс создания компьютерной базы знаний
Компьютерная база знании
А втомат тированное проектирование
Рис.0.1. Место объекта исследования в ходе автоматизации деятельности в машиностроении
Научная новизна предлагаемой работы заключается в установлении и моделировании в компьютерной среде внутренней структуры взаимосвязей и взаимозависимостей между основными объектами конструкции, исходя из первоначального технического задания.
Практическая ценность работы заключается : в предоставлении пользователям понятных и удобных способов организации и использования данных и знаний в компьютерной среде; в организации коллективной работы над проектом; в обеспечении вариантного проектирования технологической оснастки; в формировании ядра компьютерной базы знаний в объеме более 50 сборников ГОСТов, основных руководящих материалов, справочников, используемых в производственной деятельности при проектировании технологической оснастки.
Основная часть диссертации разбита на четыре главы.
В главе 1 проведен анализ деятельности конструктора при традиционном проектировании технологической оснастки; выявлена последовательность действий конструктора при проектировании технологической оснастки на основе стандартов предприятия; проведен анализ нормативно-справочной среды для проектирования технологической оснастки; сформулированы требования к представлению знаний в машиностроении в рамках компьютерной среды.
В- главе 2 проведен анализ существующих подходов к автоматизации проектирования технологической оснастки; выявлены тенденции развития САПР технологической оснастки; выделен набор базовых действий конструктора при автоматизированном проектировании технологической оснастки; проведен выбор CASE-средств для создания и использования компьютерной базы знаний в машиностроении.
В главе 3 определен состав и структура компьютерной базы знаний; определены правила идентификации и именования отдельных свойств объектов. На этой основе разработаны способы задания двунаправленных связей между отдельными элементами компьютерной базы знаний; представлена методика переноса стандартов предприятия в компьютерную среду.
В главе 4 представлена методика использования компьютерной базы знаний при проектировании технологической оснастки; определено место компьютерной базы знаний при совмещенном проектировании основного изделия и технологической оснастки для его изготовления.
Реализация результатов работы
Материалы диссертационной работы были использованы при разработке системы автоматизированной поддержки информационных решений для проектирования технологической оснастки, в частности для проектирования штампов холодной листовой штамповки (ИнИС/ЛШ). Это позволило сократить сроки разработки собственно системы на порядок, а сроки проектирования штампов листовой штамповки с использованием системы - в 10-15 раз. Результаты работы внедрены в ОАО «СЭЗ» в системе проектирования электродвигателя большой мощности, в КНААПО им. Гагарина, в АО «Манометр», в АО «Промсвязь», в АО «Трансмаш», в АО «Тверьтехоснастка» и др. в системе автоматизированного проектирования и изготовления технологической оснастки.
Апробация работы
Основные положения, выводы и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международном семинаре «Современные технологии производства инструментально-штамповой оснастки» (25-29 января 1993 г., г. Москва), на научных семинарах лаборатории КИП ЗВИ (1994-1995 г.г., МГТУ «СТАНКИН», г. Москва), на Втором Всероссийском семинаре по технологии машиностроения (май 1995 г., МАИ, г. Москва), на научно-технической конференции «Информационные технологии в машиностроении» (12-14 сентября 1995 г., г. Ростов-на-Дону), на Международных выставках «Softool» (1995-2005г., г. Москва), на семинаре «Компьютерное проектирование и подготовка производства» (1995 г., г. Москва), на международной конференции и выставке CAD/CAM/PDM-2001 «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» Москва, 16-20 апреля 2001г., на Международной выставке «Металлообработка» (2005г., г. Москва).
По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ.
Работа выполнена в Студенческом конструкторско-исследовательском бюро Государственного образовательного учреждения Московский Государственный Технологический Университет «СТАНКИН» под руковод'ством доцента, к.т.н. Анатолия Викторовича Рыбакова. Автор выражает благодарность научному руководителю работы и сотрудникам СКИБа доценту, к.т.н. Сергею Александровичу Евдокимову и к.т.н. Вениамину Ивановичу Пичугину за помощь, оказанную при выполнении работы.
Индивидуальное проектирование с использованием стандартных и типовых деталей и конструкций
На промышленных предприятиях варианты возможных типизированных решений по всей допустимой гамме изделий оформляются в виде альбома согласованного ряда компонент, из которого может быть набрано конкретное исполнение изделия. Этот альбом обычно оформляется как стандарт предприятия (СтП), включающий набор типовых деталей для решения часто повторяемой конструкторской разработки на уровне блочно - модульного проектирования [116]. Список всех деталей, включенных в СтП, перечислен в оглавлении и образует обзорный каталог по СтП. В оглавлении каждая деталь имеет уникальное обозначение, наименование, эскиз, ссылку на страницу, где расположена детальная информация о ней (рис. 1.1.).
Кроме сведений, которые присутствуют в оглавлении, описание каждой детали в СтП содержит следующую информацию (рис. 1.2.): Прототип чертежа детали. Отличие прототипа от конкретного чертежа детали состоит в следующем. В качестве размеров на нем обычно указываются символьные обозначения, используемые как имена параметров. Область действия этих имен параметров обычно ограничена прототипом чертежа детали. Данный прототип чертежа не соответствует физическим размерам конкретной детали, в нем только закреплены наиболее существенные (обычно размерные) взаимосвязи между основными составляющими детали. Реальные чертежи деталей получаются после ручного перечерчивания прототипа с подстановкой конкретных значений параметров; Таблицу допустимых значений параметров, имена которых использованы на прототипе чертежа. Отдельная строка таблицы содержит список допустимых значений параметров и соответствует конкретному исполнению детали, получаемому в этом случае из параметрического прототипа. Текст, содержащий дополнительные условия на изготовление (при необходимости выводится на итоговый чертеж). Иногда этот текст явно присутствует на прототипе чертежа, иногда располагается в разделе, связанном с деталью из СтП. Условия применения детали в сборочной единице. Совокупность приведенной информации в СтП обычно достаточна для оформления отдельных чертежей и выполнения сборки в целом. Обобщенный алгоритм деятельности исполнителя при работе с традиционным СтП может быть представлен в виде следующих действий: работа с оглавлением СтП (обзорным каталогом); работа с каталогом деталей; оформление чертежей детали из каталога до готового вида в ручном режиме; синтез (компоновка) сборочной единицы из полученных по СтП деталей. Из перечисленных действий видно, что все построение СтП и работа с ним ориентированы на человека, т.е. знания, накопленные в СтП, носят пассивный характер. Такие СтП накапливались в течение многих лет, согласованы со всеми заинтересованными службами и обычно охватывают многие основные виды деятельности предприятия (рис. 1.З.). Пунктиром на рисунке показаны возможные связи слабо формализованные в существующих стандартах предприятия. Сначала исполнитель должен попытаться найти аналог в списке конструктивных схем штампов, зафиксированных в оглавлении СтП, удовлетворяющий требованиям ТЗ. Если такой аналог удается найти (ситуация «А»), то исполнитель может приступить к ручному оформлению по ГОСТ комплекта конструкторско-технологической документации. Если аналог, удовлетворяющий требованиям ТЗ, найти не удалось (ситуация «Б»), то исполнителю необходимо попытаться на основе каталога деталей СтП синтезировать новую конструкцию штампа. Если синтез новой конструкции прошел успешно (ситуация «В»), то исполнитель может приступить к ручному оформлению по ГОСТ комплекта конструкторско-технологической документации. В случае неудачи исполнитель может попытаться найти в СтП объяснение причин, по которым невозможно синтезировать конструкцию штампа для заданного ТЗ (ситуация «Д»). Если же для синтеза новой конструкции не хватает только каких-либо типовых решений (ситуация «Г»), то исполнителю необходимо пополнить СтП недостающими решениями. Причем решения в СтП могут быть зафиксированы как на уровне деталей и узлов, так и на уровне схем конструкций штампов. В дальнейшем эти решения можно использовать при проектировании штамповой оснастки на данном предприятии.
Цели и задачи автоматизированного проектирования штампов для холодной листовой штамповки
Проектирование штамповой оснастки - сложный творческий процесс, практически не поддающийся формализации и поэтому требующий в большинстве случаев индивидуальных решений проектировщика. По оценкам специалистов при ручном проектировании оснастки примерно 10% времени затрачивается собственно на творческое конструирование, остальные 90% времени - на поиск необходимой информации, расчеты, оформление и вычерчивание комплекта чертежей, т.е. на решение тех задач, которые с успехом могут быть выполнены ЭВМ [22]. Само проектирование штампов ведется на основе максимальной стандартизации, унификации и типизации конструкций штампов, их узлов и деталей, элементов деталей, типовых проектных решений.
Автоматизированное проектирование штампов основывается на активном участии человека и ЭВМ в переработке сведений о штампуемом изделии и технологии его изготовления в сведения о конструкции и размерах узлов и деталей штампа, в конечном итоге необходимых для автоматического вычерчивания согласованного между собой набора чертежей [15].
Целевое назначение автоматизированного проектирования штампов состоит: в сокращении трудоемкости проектных расчетов, конструирования и выпуска рабочих чертежей штампов за счет мощной информационной поддержки проектирования (базы данных, графические базы знаний, расчетные процедуры и т.д.), автоматизации принятия проектных решений (символьные базы знаний), автоматизации редактирования и выпуска конструкторской текстовой и графической документации; в сокращении сроков подготовки чертежно-конструкторской документации; в снижении себестоимости проектных работ и повышении качества проектов; в снижении сроков освоения выпуска новых изделий и повышении их качества. Задачи решаемые при автоматизированном проектировании штампов [17, 63, 106] условно можно разделить натри группы: задачи выбора/отбора из базы данных; задачи расчета по формулам; геометрические задачи. Ниже приведены некоторые задачи, входящие в ту или иную группу и решаемые при автоматизированном проектировании штампов. Задачи выбора/отбора из базы данных: выбор типовой конструкция штампа, обеспечивающей получение заданных габаритов, точности и толщины штампуемой детали [75]; выбор заготовки (включая характеристики материала, сортамента и т.д.); выбор прессового оборудования, на котором будет осуществляться штамповка; выбор стандартных деталей и узлов общего назначения (хвостовик, упоры, прижимы, фиксаторы, крепеж и т.д.). Задачи расчета по формулам: получение оптимального раскроя детали в полосе или ленте с расчетом угла поворота детали, шага штамповки, ширины полосы, а для двухрядного раскроя - смещение одного ряда относительно другого [6,48, 76]; расчет центра давления, усилий штамповки и зазоров, исполнительных размеров рабочих деталей, формы и размеров посадочных и провальных отверстий; расчет рабочих деталей пакета штампа; расчет блока штампа (плиты, колонки и втулки); расчет расположения деталей и узлов общего назначения (упоры, прижимы, фиксаторы, крепеж и т.д.); расчет необходимого количества и расположения секций, пружин, крепежа и т.д. в крупных секционных штампах; проверка возможности получения заданного радиуса гибки и анализ геометрии контура штампуемой детали для избежания брака при изготовлении гибкой в штампах [16]; расчет развертки при гибке; расчет параметров заготовок и переходов при вытяжке; расчет раскроя листа/ленты на заготовки. Решение геометрических задач: формирование геометрии и требований к штампуемой детали; генерация оптимальной рабочей зоны штампа для изготовления детали; генерация схемы раскроя; компоновка системы выталкивания с выбором траверсы (стандартной/нестандартной), расчетом количества и расположения толкателей и генерацией отверстий под траверсу и толкатели [53]; оформление комплекта конструкторской документации. Отдельные решения предполагают совместное использование расчетных формул и геометрических построений. Например, формирование эквидистант. Этапы разработки систем автоматизированного проектирования штамповой оснастки При разработке систем автоматизированного проектирования штампов листовой штамповки выполняются следующие этапы [4]: 1. Изучение особенностей производства и номенклатуры штампуемых деталей. 2. Изучение конструкций штампов, которые применяются на данном предприятии. 3. Изучение оборудования, для которого проектируются штампы, и условий изготовления штампов. 4. Определение состава входной информации, необходимой для проектирования. 5. Разработка моделей конструкции объекта, его элементов, деталей и элементов деталей. 6. Определение задач проектирования, решаемых каждым модулем системы, и разработка методик автоматизированного решения этих задач. 7. Разработка алгоритмов и программ, обеспечивающих решение задач проектирования для каждого программного модуля. 8. Автономная отладка программных модулей. 9. Разработка программного комплекса графического обеспечения системы проектирования. 10. Комплексная отладка отдельных подсистем и системы в целом. 11. Опытная эксплуатация системы. 12. Внесение необходимых корректив по результатам эксплуатации. 13. Сдача системы в эксплуатацию. Основу таких систем составляет компьютерная база знаний, хранящая множество фактов и набор правил, получаемых как от экспертов, так и из специальной литературы.
Методика переноса стандартов предприятия в компьютерную среду
Структурно компьютерная база знаний для проектирования штамповой оснастки состоит из двух компонент статической и динамической [99]. Статическая компонента КБЗ функционирует по принципу «один раз создать и многократно использовать». Она содержит сведения, отражающие специфику конкретной области и необходимые для решения соответствующих задач, и остается неизменной в ходе решения задачи. Динамическая компонента обычно является уникальной для каждого из проектов, формируемых согласно техническому заданию. Она используется для хранения информации, существенной для решения конкретной задачи (например, результаты вычислений) и меняющейся при переходе к решению другой задачи.
При традиционном проектировании роль статической компоненты выполняет справочник конструктора [88, 114], а динамической -индивидуальный проект. В состав статической компоненты компьютерной базы знаний для проектирования штамповой оснастки входят как символьная, так и графическая часть. В символьной части базы знаний фиксируются термины, которыми оперирует специалист в процессе проектирования, таблицы с нормативно-справочными данными, правила принятия решений (формулы, аналитические зависимости, высказывания на языке «деловой прозы», графики, номограммы и т.д.), цепочки взаимосвязанных расчетов, описания типовых конструкций штамповой оснастки. В состав графической части базы знаний входят комплекты взаимосвязанных между собой параметрических прототипов чертежей и фрагментов к ним. А также описания структур таблиц для параметризации итоговых чертежей значениями фактических параметров. Для формализации предметной области, описание которой сосредоточено в стандартах предприятия, в виде компьютерной базы знаний необходимо выполнить следующие действия [92,93,97]: выделить и классифицировать объекты предметной области и их свойства для работы с ними в компьютерной среде; именовать отдельные свойства объектов предметной области в форме словаря понятий для работы на ЭВМ. Этими понятиями будет оперировать специалист при проектировании; создать из элементов словаря понятий описание структуры табличных зависимостей; заполнить базу данных с НСИ; зафиксировать правила отбора данных из таблиц с НСИ; зафиксировать отдельные правила принятия решений; создать из множества правил принятия решений вычислительные модели; создать параметрические графические прототипы, в качестве параметров которых используются элементы словаря понятий; создать сценарии проектирования объектов, связав отдельные решения в цепочки действий; установить умолчания для наиболее часто используемых значений отдельных параметров; предоставить средства для быстрого и удобного освоения исполнителем работы с КБЗ. Для этого необходимо создать слайд объекта проектирования, на котором перечислены поименованные параметры; создать прототип (базовую модель) конструкции. Последовательность создания и возможности при эксплуатации компьютерной базы знаний в машиностроении представлены на рис. 3.1. На этом же рисунке приведены используемые при этом инструментальные средства. Этап выделения и классификации объектов предметной области и их свойств связан с: поиском требуемой нормативно-справочной информации; определением последовательности цепочек расчетов; выявлением ограничений для используемых методов решений; установлением информационных связей между отдельными деталями и узлами конструкции; определением деталей и узлов, формализацию описания которых следует провести в первую очередь; выбором методов формализации (в виде табличных зависимостей, расчетных правил, генерации графических фрагментов и т.д.); определением перечня чертежей, требуемых для графического описания объектов конструкции. Фрагмент традиционного описания предметной области, приведенный в приложении №1, ниже будет использоваться для демонстрации подходов, предлагаемых в данной работе для формализации правил проектирования в виде КБЗ. Словарь понятий включает набор атрибутов, характеризующих свойства отдельных объектов предметной области, и выполняет роль связующего звена для поддержания на ЭВМ взаимосвязей между отдельными компонентами проектируемого объекта. С помощью словаря понятий организовано общение пользователей с КБЗ в стиле «деловой прозы». Каждый термин, понятие или параметр объекта предметной области описывается своим именем, форматом (допускаются целые и действительные числа, строка символов и фиксированные символьные значения, выбираемые из перечисленного множества допустимых) и смысловым наименованием. Данная информация в словаре понятий фиксируется одной строкой. Общие рекомендации по наполнению словаря понятий: для наименования параметров следует использовать термины и их обозначения, принятые в данной предметной области; если встречаются одинаковые обозначения, то для именования параметров различных объектов следует использовать префиксы, например для параметров матрицы использовать - «mm», съемника - «ее», держателя «dr». Тогда обозначение параметра толщина «Н», для различных объектов будет выглядеть следующим образом: для матрицы - «mmH», для съемника -«ссН», для держателя -«drH». Префиксы позволяют стандартными средствами ЭВМ компактно сортировать параметры по принадлежности к конкретному объекту; обязательно включать в наименование параметра обозначение его размерности, например, «Толщина матрицы, мм»;
Пример оформления словаря понятий в текстовом файле SLOVAR.TXT для фрагмента ПрО из приложения №1 представлен в табл. 3.1. В табл. 3.2 приведен пример оформления ассоциативного списка. Таблица с ассоциативным списком хранится в текстовом файле с именем mmvT.kod.
Проектирование штампов для холодной листовой штамповки на основе компьютерной базы знаний
Для исполнителя стиль работы по вводу и редактированию исходных данных в процессе проектирования штампов ХЛШ на основе КБЗ сводится к заполнению или редактированию содержимого полей экранных форм для символьной информации и вводу геометрии штампуемой детали с помощью графического редактора [80].
Экранная форма представляет собой окно, состоящее из полей различного назначения. При этом возможны следующие типы полей: обязательные для ввода информации поля, поля для выбора из ассоциативного списка, необязательные поля, поля не подлежащие редактированию. Обязательные для ввода информации поля служат для заполнения данными пользователем в ходе сеанса проектирования. Наиболее простым примером может служить заполнение данными полей для оформления основной надписи чертежа. Заполнение полей экранной формы данными возможно: без контроля, с синтаксическим (целые, действительные числа, алфавитно-цифровая информация) или семантическим контролем данных. Поля для выбора из ассоциативного списка подразумевают наличие перечня допустимых значений, из которого пользователю необходимо выбрагь одно из допустимых значений.
При вводе геометрии штампуемой детали для различных конструкций штампов проектируемых на основе КБЗ требуется учитывать следующие нюансы: на чертеже штампуемой детали могут быть заданы различные требования точности отдельных размеров; при расчете исполнительных размеров рабочих деталей штампа будет учитываться индивидуальная точность изготовления каждого размера; точность всех основных рабочих элементов штампа рассчитывается на два квалитета выше точности, заданной для штампуемой детали; чрезмерное увеличение точности штампа ведет к уменьшению припуска на рабочие размеры и, следовательно, снижает долговечность работы штампа. Заполнение динамической части КБЗ выполняется исполнителем в ходе деятельности по проектированию конкретного штампа. При этом сама деятельность строится исходя из принципа "СМОТРИ и ВЫБИРАЙ" [79]. А от исполнителя требуется: понимание сути процессов проектирования штампов и умение управлять инструментальными средствами для работы с символьной и графической информацией. Для исполнителя процесс проектирования штампов ХЛШ на основе КБЗ сводится к: вводу и редактированию исходных данных; работе с таблицами: о поиску строки, содержимое которой удовлетворяет указанным критериям отбора; о- поиску множества строк, содержимое которых удовлетворяет указанным критериям отбора; о сортировке содержимого таблицы по набору критериев; работе с параметрическими чертежами: о параметризации графических решений; о графическому редактированию; анализу полученных результатов; принятию решений по сохранению промежуточных и/или конечных результатов в динамической части КБЗ. Вся остальная работа, связанная с выполнением расчетов по формулам, выполняется ЭВМ в автоматическом режиме. На основе информации, накапливаемой в процессе проектирования штампа ХЛШ, в динамической части КБЗ формируется единое информационное пространство (ЕИП) проекта. Причем фрагменты информации из ЕИП проекта могут использоваться как исходные данные для выполнения последующих расчетов в сценариях проектирования объектов входящих в структуру проектируемой штамповой оснастки. 104 В процессе проектирования происходит уточнение конструкции штампа. Вместо формальных деталей и узлов конструктивной схемы выбираются фактические детали и узлы. Описывающие их графические прототипы чертежей сохраняются в динамической части КБЗ проекта. Так формируется комплект конструкторской документации на проектируемую конструкцию штампа. Если в конструкции штампа по тем или иным причинам потребуется заменить одну деталь/узел на другую в рамках выполняемой ею функции (например, хвостовик с резьбой заменить на хвостовик с буртиком), то в динамической части КБЗ проекта автоматически произойдет замена всех прототипов чертежей, описывающих эту деталь/узел, на новые. После выполнения всех требуемых расчетов выполняется параметризация всех чертежей, находящихся в динамической части КБЗ проекта, значениями рассчитанных переменных. Следует отметить, что контура рабочих деталей штампа с исполнительными и посадочными размерами (матрица, пуансоны, съемник, пуансонодержатель и т.д.) генерируются автоматически и в виде фрагментов проявляются на требуемых чертежах в рассчитанных точках привязки. Направление взаимосвязей, реализуемых при выполнении отдельных типовых действий исполнителя между компьютерной базой знаний и единым информационным пространством проекта приведено на рис. 4.4. Собственно взаимосвязи задаются через обращение к элементам словаря понятий. Результатами деятельности по проектированию штампов ХЛШ является символьная (расчетно-пояснительная записка с протоколами принятия решений) и графическая (эскиз штампуемой детали, карта раскроя, сборочные чертежи и спецификации к ним, чертежи деталей включая стандартные) информация, накапливаемая в динамической части КБЗ, в ходе сеанса проектирования конкретной конструкции.
