Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Разработка концепции решения задачи 11
1.1. Системно-структурный анализ объектов исследования 11
1.2. Выбор элементов декомпозиции объектов для решения задачи трансформации конструкторской информации в технологическую, характеристика элементов декомпозиции 26
1.3. Разработка концепции решения задачи трансформации конструкторской информации в технологическую 30
Выводы по первой главе 34
Глава 2. Разработка способа формирования информации о конструкции изделия по заданной модели 35
2.1. Анализ состава исходной информации, необходимой для моделирования технологических процессов изготовления швейных изделий 35
2.2. Разработка способа преобразования визуальной и текстовой информации о конструкции изделия в машинный эквивалент 51
Выводы по второй главе 82
Глава 3. Разработка метода моделирования внешней структуры технологического процесса изготовления изделия и ее элементов 83
3.1. Исследование взаимосвязи элементов декомпозиции конструкции изделия 83
3.2. Разработка метода определения порядка сборки однослойных и многослойных швейных изделий 86
3.3. Формирование внешней структуры ТПШИ 96
3.4. Моделирование технологических решений элементов внешней структуры ТПШИ 100
Выводы по третьей главе 114
Глава 4. Реализация разработанных методов решения задачи в автоматизированной технологической информационной системе «ТЕХНОЛОГ-1» 115
4.1. Разработка структурной модели процесса синтеза Ті II НИ по заданной модели изделия 116
4.2. Разработка информационного обеспечения процесса моделирования ТПШИ 118
4.3. Апробация решения задачи моделирования ТПШИ 137
Выводы по четвертой главе 153
Выводы 154
Список использованных источников 156
Приложение
- Выбор элементов декомпозиции объектов для решения задачи трансформации конструкторской информации в технологическую, характеристика элементов декомпозиции
- Разработка способа преобразования визуальной и текстовой информации о конструкции изделия в машинный эквивалент
- Разработка метода определения порядка сборки однослойных и многослойных швейных изделий
- Разработка информационного обеспечения процесса моделирования ТПШИ
Введение к работе
Актуальность темы. Динамика рыночной экономики предполагает, что для эффективного функционирования предприятие должно иметь гибкую структуру производства и возможность адаптироваться к требованиям рынка. При этих условиях разработка технологического процесса на новую модель должна быть более оперативной и качественной.
Подготовка производства новых моделей швейных изделий предусматривает разработку технологических процессов их изготовления. Эта работа должна быть выполнена в сжатые сроки и с минимальными затратами, причем должен быть выбран оптимальный вариант производства, так как на стадии проектирования технологического процесса заранее задается интенсивность функционирования предприятия. Свойства продукции во многом зависят от процесса изготовления, поэтому на стадии проектирования закладываются и основы качества продукции.
Особенностью швейной промышленности является частая смена объектов производства. Для обеспечения темпов разработки и освоения изделий в массовом производстве современная организация технологической подготовки производства на всех ее этапах должна базироваться на программируемых решениях, использовании вычислительной техники, унификации и типизации элементов конструкции и технологических процессов. Технологическая подготовка производства включает комплекс работ по своевременной разработке модели и проекта оптимального технологического процесса производства швейного изделия, расчету потребности материалов и себестоимости продукции и выполнению других работ по созданию технологической документации. Чем успешнее будут проводиться эти работы, тем с меньшими трудностями будут меняться объекты производства, тем меньше времени будет затрачиваться на их изготовление.
На стадии подготовки производства необходимо определить модели изделий, которые можно запустить в производство с наименьшими
экономическими потерями. При ручном исполнении это занимает значительное время, что не позволяет сделать процесс подготовки экономически эффективным. Сокращение времени необходимого для определения технологических решений и уменьшение стоимости подготовки производства может быть достигнуто не увеличением на предприятиях числа технологов, а путем создания информационно-вычислительных систем для автоматизации моделирования и проектирования технологических процессов. [67] Одной из составляющих технической подготовки моделей к производству является технологическая подготовка, заключающаяся в проектировании технологического процесса изготовления швейных изделий и получении соответствующей технологической документации. Технологический процесс как система, вопросы его анализа и синтеза, функционирование в рамках производственного процесса как внешней среды являются наиболее неизученной областью. При этом процесс проектирования технологических процессов относится к трудноформализуемым задачам, поскольку объект проектирования (технологический процесс) достаточно сложно описать математически. Для решения данной задачи необходимо разработать формальные, научно-обоснованные процедуры по проектированию технологических процессов с использованием математических методов и средств вычислительной техники. При этом процесс проектирования Т1ІІІІИ является информационно емким. В связи с этим необходим комплексный подход к организации информационного обеспечения и совершенствованию методов автоматизированного проектирования и моделирования ТПШИ. Однако, современное состояние науки и техники, опыт работы других отраслей промышленности по решению вопросов совершенствования проектирования технологических процессов с использованием ЭВМ сделали возможным решение данной проблемы для швейной промышленности. В этом направлении был проведен ряд научно-исследовательских работ, позволивших заложить основы для автоматизации моделирования процесса сборки швейных изделий. Однако эффективное формирование данного
процесса сдерживается отсутствием четко установленных закономерностей сборки изделия и обобщения существующих данных.
В настоящее время в машино- и приборостроении ведутся работы по созданию автоматизированных методов проектирования технологических процессов обработки деталей и сборки отдельных видов изделий, технологических операций. В легкой промышленности работы по автоматизации технологического проектирования впервые начали проводиться для процессов производства обуви. Для швейной промышленности создание САПР является актуальной задачей и требует проведения теоретических исследований в области построения технологических процессов изготовления швейных изделий и процессов их производства. [101]
Поэтому основной задачей данной работы является разработка метода автоматизированного перехода от графического образа модели непосредственно к технологии изготовления изделия.
Цель диссертации. Цель работы состоит в разработке метода автоматизированного моделирования процессов сборки швейных изделий на основе заданного образа модели. В качестве образа выступает технический рисунок модели швейного изделия.
Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:
разработка способа декомпозиции конструкции изделия по заданному образу модели изделия;
совершенствование методов формализации информации о конструкции изделия;
исследование закономерностей сборки конструкции изделия и преобразования ее в информацию для формирования структуры ТПТТТИ;
разработка метода преобразования информации о конструкции изделия в технологическую информацию для моделирования ТПШИ и создания баз данных;
5. разработка метода автоматизированного моделирования структуры
технологического процесса.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются конструкция изделия и технологический процесс его изготовления. В работе рассматривается взаимосвязь данных объектов. Для исследования объектов и решения задачи моделирования технологического процесса на основе информации о конструкции изделия применялись следующие методы и теории: системно-структурного анализа объектов, имитационного моделирования, структурного синтеза проектных решений, теории создания баз данных и баз знаний, проектирования информационных систем, теории корреляционного анализа.
Научную новизну работы определяют:
разработанный автоматизированный метод декомпозиции конструкции изделия;
разработанный метод преобразования информации о конструкции в технологическую информацию;
разработанный способ автоматизации моделирования процессов сборки швейного изделия.
Практическая значимость работы состоит в разработке:
баз данных для автоматизированного моделирования внешней структуры технологического процесса;
процесса автоматизированного членения образа конструкции изделия;
метода формализации исходной информации о конструкции изделия и трансформации ее в технологическую информацию для целей автоматизированного проектирования технологических процессов. Реализация результатов работы. Основные результаты
диссертационной работы внедрены на этапах: формирования информации о конструкции изделия на основе технического рисунка; моделирования технологической последовательности операций по полученной информации автоматизированным способом и рекомендованы к использованию в ООО
«Фирма КВОЛЛ»; внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология швейного производства» Московского государственного университета дизайна и технологии в лекционных и лабораторных занятиях при обучении студентов по специальности 2808 «Технология швейных изделий» по дисциплинам «Моделирование и оптимизация технологических процессов» и «Технологические информационные системы».
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на:
Заседаниях кафедры технологии швейного производства Московского государственного университета дизайна и технологии;
VII международной научно-методической конференции (г. Казань, 6-8 апреля 2006 г.);
58-ой научной конференции студентов, молодых ученых «Молодые ученые -XXI веку» (г. Москва, 11-14 апреля 2006 г.). Публикации. Основные положения проведенных исследований
опубликованы в шести печатных работах.
Основные положения, выносимые на защиту:
концепция решения задачи моделирования технологического процесса изготовления швейного изделия на основе информации о конструкции изделия;
автоматизированный метод декомпозиции конструкции изделия, представленной техническим рисунком, на элементы;
метод формирования структуры базы данных, используемый для формализации исходной информации о конструкции изделия;
метод трансформации информации о конструкции изделия в технологическую информацию для целей формирования внешней структуры ТПШИ;
метод моделирования элементов внешней структуры технологического процесса;
6. алгоритм моделирования технологического процесса изготовления
швейного изделия.
Краткое содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав и заключения, списка использованных источников и приложений.
Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цели работы, основные задачи и методы исследования, охарактеризована научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту, кратко изложено содержание работы.
В первой главе выделены объекты исследования и проведен их системно-структурный анализ. Выявлена адекватность изображения структуры конструкции изделия и технологического процесса его изготовления, на основе которой разработана концепция решения задачи моделирования ТПШИ. В качестве метода решения данной задачи предложено использовать математический аппарат теории разрезания графов.
Вторая глава посвящена разработке метода декомпозиции конструкции посредством распознавания контурного изображения образа швейного изделия. Данный способ основан на определении подобия искомого образа (проецируемой на поверхность детали изделия или сборочного комплекса) и исходной фигуры (шаблона ДИ или СК, содержащегося в базе данных). В случае отсутствия строгого геометрического подобия предложено использовать способ формирования технологического и конструктивного подобия двух деталей изделия, имеющих различные контуры. Предложен метод формализации полученной информации о конструкции изделия, ее элементах и материалах, из которых изготавливается изделие. При наличии непроецируемых на поверхность сборочных комплексов и деталей изделия разработан способ формирования о них дополнительной информации. Представлена структура базы данных, содержащей информацию о шаблонах деталей изделия и их параметрах.
В третьей главе представлен метод моделирования внешней структуры Till ПИ на уровне конструктивно-технологических модулей, основанный на анализе модели взаимосвязи элементов конструкции, в качестве которой предложено использовать матрицу контуров деталей. Разработанный метод состоит в определении уровней и подуровней сборки конструкции изделия и сортировке конструктивных элементов по полученным уровням сборки конструкции на основе формализованной информации о КЭ, а также в построении графа внешней структуры ТПШИ на уровне конструктивно-технологических модулей. Также представлен метод моделирования элементов технологического процесса, составляющих структуру конструктивно-технологического модуля.
Четвертая глава посвящена разработке структурной и структурно-информационной моделей процесса моделирования ТПШИ.
В заключении приведены основные выводы и результаты работы.
Выбор элементов декомпозиции объектов для решения задачи трансформации конструкторской информации в технологическую, характеристика элементов декомпозиции
Преобразование конструкторской информации в технологическую возможно при условии, что будут найдены элементы, отвечающие требованиям декомпозиции как технологического процесса, так и конструкции изделия. Выбор этих элементов является наиболее сложным моментом для процесса анализа и синтеза технологических процессов.
Для осуществления процесса анализа и синтеза технологических решений технологического процесса изготовления изделия в целом, необходимо расчленить ТП на элементы, которые отвечали бы следующим требованиям:имели бы технологическую завершенность обработки относительно самостоятельной части изделия; функциональную целостность; отсутствие причинно-следственных связей между методами обработки различных частей изделия.
Анализируя процесс сборки конструкции швейных изделий, его можно представить как множество скачкообразных переходов предметов труда из одного конструктивного состояния в другое, более крупное. Каждый такой переход достигается соответствующим набором технологических операций, составляющих в совокупности элементарный технологический процесс.
Технологическая операция, как было отмечено выше, не всегда отображает законченное конструктивное решение части изделия, его функциональную целостность и отсутствие причинно-следственных связей между методами обработки других частей, она лишь указывает на единство применяемых средств труда при ее выполнении.
Завершенность конструктивного перехода конструкции определяется окончанием воздействия средств труда на элементарный конструктивный элемент, каким является поверхность (либо ее часть), срез, готовый отделочный элемент (ГОЭ), готовое изделие (ГИ). Каждый из них одноразово участвует в технологическом процессе. Тогда, очевидно, что набор технологических операций по его осуществлению и будет элементарной частью ТПШИ отвечающей поставленным требованиям.
На кафедре ТШП МГУДТ было предложено использовать в качестве такого элемента конструктивно-технологический модуль (КТМ). [16, 64, 101] Тогда КТМ обработки изделия по определению будет характеризовать функционально завершенную в технологическом отношении элементарную часть ТП по обработке или сборке элементарной части конструкции. За элементарную часть конструкции изделия предложено принять конструктивные элементы.
Модуль КТМ позволяет установить взаимосвязь между сведениями о конструкции изделия и о способе его обработки. Представляя собой завершенную часть ТПШИ, конструктивно-технологический модуль определяет способ изготовления относительно самостоятельной части конструкции изделия. Границами существования КТМ является набор (множество) технологических операций не связанных причинно-следственными связями с другим множеством ТО. Самостоятельность КТМ заключается в том, что они могут присутствовать или отсутствовать в любой модели изделия независимо от других его элементов. Например, конструктивно-технологическим модулем является обработка вытачек, различных швов и т.п.
Относительная самостоятельность существования КТМ, обусловленная вышеперечисленными требованиями, позволяет использовать довольно простой способ их выделения на графе ТПШИ (рис. 1.9). Для этого, просматривая последовательно процесс обработки изделия по ветвям и стволу дерева процесса, определяют момент окончания обработки или соединения конструктивных элементов. Полученная граница и будет являться границей существования КТМ.
Значительную роль в процессе анализа конструкции изделия и ее элементов, играет выделение типов конструктивных элементов (КЭ) и определение их свойств. Рассмотрим их классификацию подробней.
Для срезов существует некоторая однозначность определения их типа. Например, боковой срез, срез проймы, горловины, и т.д. Для поверхностей следует различать: вся ли поверхность вступает в обработку или только какая-либо ее часть предназначена для обработки. Например, поверхность может дублироваться другой поверхностью фронтально (по всей поверхности) или зонально (вдоль какого-либо среза). Конструктивные элементы типа ГОЭ вступают в обработку или сборку элементов конструкции готовыми, так как их изготовление осуществляется в другом производстве. Например, пуговицы, тесьма, корсажная лента и т.д. При этом ГОЭ может присоединяться либо по поверхности детали, либо к ее срезу. Готовая, но не отделанная окончательно, конструкция изделия (ГИ) завершает технологический процесс завершается посредством ВТО изделия, его упаковки и т.п. Здесь имеется однозначность типа элемента. [16,17,26,64]
Наряду с установлением типа КЭ необходимо определить и его функцию в процессе сборки конструкции изделия. При этом функция КЭ определяется подтипом КЭ. Например, срезы детали могут обрабатываться стачными или бельевыми соединениями, поверхности могут быть формуемыми, декатируемыми, обрабатываемыми вытачками, и т.п. Введение понятия «подтип КЭ» позволяет конкретизировать назначение конструктивного элемента, необходимые его свойства и параметры. Речь о них пойдет позже при рассмотрении способа моделирования элементов технологического процесса.
На основе данной информации была разработана классификация конструктивных элементов. Кодирование функций КЭ согласно классификатора осуществляется тремя цифрами. Первая цифра кода определяет тип КЭ, вторая и третья цифры - функцию КЭ (рис. 1.10). [64] Например, поверхность обрабатываемая клеями и пастой будет иметь код по классификатору 1.02 (таблица 1.1, П. 1.1).
Разработка способа преобразования визуальной и текстовой информации о конструкции изделия в машинный эквивалент
Одним из наиболее трудоемких процессов при задании исходной информации об изделии является формирование сведений о конструкции, ее элементах и внешнем виде. В этом случае требуется перевод зрительного восприятия технического рисунка модели в компьютерный эквивалент, т.е. членение рисунка на отдельные элементы и их идентификация при помощи текстовой информации. Для решения задачи членения образа предложено использовать теорию распознавания образов. Для идентификации элементов целесообразно использовать информацию о конструкции, хранящуюся в базе данных. Для этого предложено разработать базу шаблонов элементов конструкции, представляющих собой условно-постоянную информацию.
В моделировании зрительного восприятия изображений существует большое число разнообразных задач, при этом границы между задачами в ряде случаев оказываются размытыми. Как правило, работа с изображениями ведется в трех направлениях (рис. 2.5) [12,13,20,28, 79,92]: анализ изображений (распознавание, поиск) - преобразование изображения с целью получения его неизобразительного описания. Данное направление используется в теории распознавания образов. синтез изображений - восстановление изображения по его неизобразительному описанию. Это направление относится к компьютерной графике. обработка изображений - передача, хранение, улучшение и восстановление изображения, при этих действиях исходные данные и результаты обработки представляются в изобразительной форме.
В настоящее время известно множество разнообразных методов распознавания изображений, хотя установившейся классификации этих методов нет. Однако можно выделить три наиболее важных критерия для классификации: 1. способ предварительной обработки изображения; 2. характер зависимости между описаниями и классами; 3. специфика языка описания анализируемых объектов и их классов. Процесс распознавания изображения при этом включает два этапа: 1. выделение характерных признаков изображенных объектов; 2. собственно распознавание объектов по найденной совокупности характерных признаков.
В соответствии с такой структурой процесса алгоритмы обработки изображения принято делить на алгоритмы предварительной обработки и алгоритмы распознавания. Деление носит условный характер, т.к. одни и те же математические алгоритмы могут быть использованы на обоих этапах рассматриваемого процесса. При этом способ предварительной обработки является критерием классификации методов распознавания, т.к. любой метод распознавания предусматривает предварительную обработку изображения.
Под изображением обычно понимается информация, организованная в виде числовой матрицы, которая воспроизводит свойства и деформации изображаемого объекта, связанные со способом и процессом получения изображения. Формально получение изображения заключается в определении функциональной зависимости интенсивности (яркости) точек изображения от их координат / =f(x, у). В зависимости от множества значений, которые может принимать элемент изображения f(x, у), - градаций яркости - различают бинарное, полутоновое и цветное изображение (таблица 2.22). Бинарное изображение имеет два уровня яркости - черный и белый, f(x, у)є(0, 1) и является наиболее простым для анализа и позволяет легко отделить объект от фона, отследить контуры предметов. [8,13,50]
Контуры изображения, воспринимаемые человеком, двухмерны, но дают достаточную информацию о форме, количестве и местоположении изображенных объектов. На объект исследования налагаются два ограничения: анализу подлежат изображения одиночных объектов; на изображении должны быть только смысловые контуры (контуры, порождаемые текстурным рисунком, должны быть исключены).
Данные ограничения обоснованы существованием специальных методов и средств выделения на изображении одиночных объектов, а также выделения только смысловых контуров этих объектов. [2, 8, 12, 13, 20, 28, 50, 68, 69,92,94,104]
Для векторизации контурного изображения, т.е. выделения на контуре известных примитивных элементов контура (кривых, характерных точек), используются алгоритмы векторизации: алгоритм соединения локальных разрывов, глобальный эвристический поиск, преобразование Hough, алгоритм Монтанари (таблица 2.23) [13,28]
Наиболее приемлемым для использования при решении задачи распознавания образа деталей изделия является преобразование Hough.
Для разработки способа преобразования визуальной и текстовой информации о конструкции изделия в машинный эквивалент необходимо определить объекты и их классы для системы распознавания применительно к швейной промышленности. Под входным объектом будем понимать объект, предъявленный к распознаванию, под классом (или образом) - совокупность входных объектов, обладающих некоторыми общими свойствами.
Анализ методов распознавания изображений показал, что для эффективности использования алгоритмов векторизации в качестве входного объекта должен выступать контурный остов рисунка. Поэтому для дальнейшей работы целесообразно использовать чертеж или технический рисунок швейного изделия, так как данный объект отвечает наложенным ранее ограничениям.
Технический рисунок, также как и эскиз, схема, является разновидностью чертежа. Технический рисунок - это рисунок научно-познавательного характера, задача которого - дать наглядное представление и конкретные сведения о конструкции швейного изделия (рис. 2.6). [4, 34] Чертёж - проекционное изображение предметов в масштабе на определённом носителе информации (бумаге) с помощью графических образов - точек, отрезков пря- мых и кривых линий, условных обозначений и т.п. Чертеж входит в состав документации, предназначенной для изготовления изделий. При этом чертеж снабжают поясняющими надписями, техническими требованиями, указаниями по изготовлению изделия. Разновидностями чертежа являются - технический рисунок, эскиз, схема. [51, 87,95]
Технический рисунок состоит из трех проекций: вид спереди, вид сбоку (как правило, справа) и вид сзади. Однако при наличии только этих проекций не всегда можно объективно судить о конструкции швейного изделия. Довольно часто встречается асимметричность изделия: разные правая и левая стороны как на виде спереди, так и на виде сзади. Для специалиста при визуальном распознавании не составляет труда сформировать информацию о конструкции, используя только эти проекции. При автоматизированном способе формирования информации необходимо, чтобы все элементы конструкции, особенно асимметричные, были наглядно представлены на техническом рисунке. Поэтому, технический рисунок, как входной объект системы распознавания, должен состоять из четырех проекций: вид спереди, вид справа, вид сзади, вид слева - для швейного изделия и из пяти проекций: вид спереди, вид справа, вид сзади, вид слева и вид сверху - для вспомогательных швейных изделий, сопутствующих техническим товарам (например, чехлы для автомобильных сидений, и т.д.). Каждая проекция технического рисунка будет выступать в качестве одиночного объекта.
Разработка метода определения порядка сборки однослойных и многослойных швейных изделий
Определив в процессе задания исходной информации модель взаимосвязи элементов конструкции, можно перейти к установлению порядка их сборки. В настоящее время существуют два подхода к решению этой задачи. Первый подход основан на установлении закономерностей сборки или обратной ей разборке конструкции изделия. Тогда, имея в качестве исходной модели граф взаимосвязи элементов конструкции изделия, например ГМО-РЭ, и осуществляя согласно закономерностей его деление на части, можно установить требуемый порядок сборки данной конструкции.
Для определения закономерностей сборки изделия ранее на кафедре ТШП МГУДТ под руководством проф., д.т.н. Мурыгина В.Е. была проведена систематизация процессов сборки конструкций отдельных групп швейных изделий. Однако, большое количество алгоритмов решений конкретных задач, связанное с особенностями конструкций швейных изделий, не позволило установить общих закономерностей процесса их сборки.
Другой подход к решению данной задачи основывается на взаимосвязях между элементами и частями конструкции изделия. Представленная на рис. 1.8 соподчиненность связей элементов конструкции свидетельствует о внутреннем вхождении одной категории членения конструкции в другую. Такой вид взаимосвязи позволяет перевести схему соподчиненности элементов конструкции в граф конструктивных переходов (определить порядок сборки изделия). Для этого необходимо распределить все конструктивные элементы, участвующие в сборке, по слоям и частям изделия, сборочным комплексам, сборочным единицам и деталям изделия. В результате этого порядок участия КЭ в ТПШИ будет определяться соподчиненностью элементов конструкции (основная сборка изделия - этапы сборки) (рис. 3.2). Порядок сборки конструкции изделия внутри уровней основного членения можно установить в пошаговом режиме для каждого членения отдельно на основании взаимосвязи КЭ и их свойств.
Данный подход к решению задачи по определению порядка сборки элементов конструкции изделия основан не следующих положениях: конструкция изделия собирается постепенно укрупняясь, чтобы не создавать сложности при сборке; ограничениями на порядок сборки конструкции являются некоторые свойства конструктивных элементов, характеризующие проектную ситуацию обработки КЭ; порядок сборки изделия определяется взаимосвязью элементов его конструкции.
Тогда последовательность уровней сборки конструкции изделия и признаки отбора для них КЭ можно представить следующим образом (таблица 3.2):
Представленный подход позволяет получить порядок сборки любой конструкции швейного изделия, исключая при этом разработку и установление обобщенного алгоритма решения задачи для разных изделий.
Согласно представленной таблице 3.2 однозначность выбора КЭ для сортировки по уровням имеют только конструктивные элементы с функцией обработки (первый и последний уровень). Для определения принадлежности КЭ другим уровням сборки требуются дополнительные сведения, такие как принадлежность КЭ одной или нескольким деталям, сборочным комплексам, слоям конструкции изделия (таблицы 2.1,3.1).
Процесс сортировки КЭ по уровням состоит в определении - соединяет ли КЭ детали, сборочные комплексы или слои изделия. Для этого необходимо установить: одной детали принадлежит КЭ или его номер (первые три позиции кода) встречается в составе других деталей. По матрице контуров последовательно выбираются конструктивные элементы, и для каждого из них определяется принадлежность тем или иным членениям конструкции (1 или 0). Полученные при этом значения полных кодов КЭ сравниваются. Если в коде одноименных КЭ переменными являются 4-5 позиции, то КЭ относится ко 2-му уровню сборки и соединяют детали изделия. Если изменяются 4-5 и 6-7 позиции кодов, КЭ относятся к 3-му уровню сборки, и соединяют сборочные комплексы изделия. При изменении всех позиций кода (4-5, 6-7, 8-9) - КЭ будет относится к четвертому уровню сборки, сборки слоев изделия. Например, на рис. 3.3 (а) показано, что конструктивные элементы с номером 031 имеют разные детали изделия, но одинаковый СК. Следовательно, согласно таблице 3.2 можно установить что это сборка сборочного комплекса. На рис. 3.3 (б) показано, что конструктивные элементы с номером 041 имеют разные детали изделия и разные СК. Следовательно, согласно таблице 3.2 -это сборка слоя изделия. На рис. 3.3 (в) конструктивные элементы с номером 071 имеют разные детали изделия, разные сборочные комплексы и разные слои изделия. Это сборка готового изделия.
По результатам сортировки конструктивных элементов по уровням обработки составляется итоговая таблица 3.3. На следующем этапе она составит исходную информацию для принятия дальнейших решений.
На следующем этапе процесса моделирования внешней структуры 11 НИИ необходимо внутри каждого уровня определить порядок участия КЭ во внутриуровневой обработке. Данный порядок определяется возможностями вступления КЭ в соединение или обработку с другими конструктивными элементами на этом уровне. Указанные возможности зависят от свойств КЭ, основными из которых являются такие параметры, как тип и подтип КЭ (т.е. его функция), растяжимость соединяемых срезов, смежность их расположения в конструкции изделия, осыпаемость материала и др.
Для исследования характеристик конструктивных элементов и их функций, а также определения порядка их обработки, рассмотрена промышленная коллекция моделей различных видов мужской, женской и детской одежды (Приложение П.5.1). Для заданной коллекции моделей были определены элементы конструкций, их свойства и параметры, состав технологических операций по обработке и построены технологические и конструктивные графы (Приложения П.5.2, П.5.3, П.5.4, П.5.5).
Основу для анализа порядка обработки КЭ в технологическом процессе составляют технологические графы и графы конструктивных переходов в состоянии конструкции изделия при ее сборке (т.е. конструктивные графы). Для их построения вначале был выполнен анализ отобранных коллекций моделей изделий по видам, произведена их группировка по конструктивным решениям и для каждой группы определены основные элементы конструкций. После кодирования элементов описанным выше способом (п. 2.1) были построены графы конструктивных переходов конструкции изделия при ее сборке. На основе технологических последовательностей (справочников технологических операций ТП), взятых из промышленности под заданные модели, были построены технологические графы обработки изделий. Одновременно, для исключения влияния на порядок обработки производственных процессов, были рассмотрены реально функционирующие в потоках технологические процессы, полученные на основе анализа разделений труда и сформированных в них технологических связей по организационно-технологическим графам (граф ОТС). [23,37, 60, 66, 83] По результатам выполненной подготовительной работы были сформированы таблицы порядка сборки конструктивных элементов для заданных моделей (таблица 3.4).
Разработка информационного обеспечения процесса моделирования ТПШИ
В результате проведенных исследований, описанных в главах 2 и 3 был выявлен состав необходимой для моделирования ТПШИ информации, разработан способ ее формирования и формализации, а также установлена взаимосвязь между ее составными частями с помощью идентификационных кодов, на основании которой представляется возможным разработать методы ее формализации и разработать интерфейс программы «Технолог-1» для задания информации для проектирования ТПШИ по заданной модели изделия. Как указывалось ранее, на кафедре ТШП МГУДТ была разработана программа для задания исходной информации о конструкции и внешнем виде изделия, в которой уже представлен один из вариантов ее задания. Однако, в связи с тем, что структуру базы данных необходимо усовершенствовать, то методы задания должны также подвергнуться корректировке.
Процесс моделирования начинается с анализа информационного обеспечения каждой из подзадач, определенных в структурной модели, представленной на рис. 4.1. По каждому этапу структурной модели процесса решения задачи моделирования технологического процесса изготовления швейных изделий устанавливается необходимая для выполнения функций каждого этапа номенклатура информации, ее количественные и качественные характеристики.
Информационная модель описывает преобразование информации в каждой подсистеме, информационные потоки как внутри подсистем, так и между ними. Различают два вида моделей, связанных с преобразованием информации: информационная модель, отражающая состав информации для решения задачи и ее взаимосвязь между собой; и структурно-информационная модель процесса, являющаяся объединением двух моделей вместе.
Информация бывает двух видов: входная и выходная. Входная информация делится на оперативную и условно-постоянную. Оперативная информация вводится на начальном этапе проектирования новой модели Выходная информация может быть представлена в двух формах: выдаваться на монитор и в виде выходных документов. К условно-постоянной информации отнесена вся информация, которая может храниться в компьютере для длительного использования (например, справочники).
Для задания исходной информации необходимо воспользоваться возможностями WINDOWS - оконной системой. Каждое такое окно является формой, которая представляет собой средство отображения данных на экране и управления ими.
Этапы 1, 2. Идентификация задачи, исполнителя и изделия (согласно ОКП 85 кл.). Для того чтобы наметить круг задач для исполнителя необходимо предоставить исходную информацию, в качестве которой выступают технический рисунок модели и описание внешнего вида. На основе этой информации необходимо получить перечень сведений об изделии для моделирования ТПШИ. Для определения идентификационных признаков изделия целесообразно использовать «Классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции» (ОКП), который представлен различными справочниками, представленными в п.2.1. Однако данный классификатор не предполагает определение пакетности изделия, необходимого для конкретизации комплексов и деталей изделия. Для определения пакетности предлагается использовать справочник слоев изделия (таблица 4.1).
Для запуска программы первым открывается окно «Добро пожаловать» (рис. 4.2). Данное окно предназначено для отображения информации о принадлежности разработки данной программы к кафедре ТШП МГУДТ. С по При успешном входе в программу происходит открытие формы «Открытие документа», предназначенной для работ документами, таких как создание файла, удаление, открытие. В случае если у пользователя нет ни одного доступного ему документа, автоматически запускается окно создания нового документа, при успешном создании которого происходит вход в созданный документ с переходом на главную форму «Технолог-1». В случае удаления файла необходимо нажать кнопку «Удалить» и таким образом открыть окно с сообщением об удалении документа. Здесь необходимо подтвердить или опровергнуть запрос.
Для выбора документа в форме «Открытие документа» необходимо выделить строку и нажать кнопку «ОК». В результате откроется главная форма «Главное меню», содержащая две закладки: основное меню (рис. 4.4, а) и работа с файлами (рис. 4.4, б). Переход с одного окна в другое осуществляется посредством выбора одной из закладок. Основное меню содержит блок кнопок, отвечающих за создание информации для моделирования ТП и за проектирование технологического процесса. Это следующие кнопки: «Задание конструкции», «Параметры КЭ», «Матрица контуров», «Структура ТПШИ», «Модули ТПШИ», «Операционная технология».
