Объектное моделирование в задаче выбора оптимального варианта технологического процесса - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Курсовая работа по дисциплине «Численное моделирование задач специальности» 1 121.61kb.
I. Прочитайте текст и ответьте на вопросы, выбрав правильный ответ... 1 68.32kb.
Оптимизация и моделирование технологического процесса дублирования... 1 253.7kb.
Методика «Рисование по точкам» 1 34.78kb.
Методика "Рисование по точкам" 1 31.54kb.
1. Анализ методов статистического контроля и управления в автомобилестроении 8 1203.71kb.
О задаче оптимального выведения ракеты-носителя на околоземную орбиту 1 100.03kb.
Мк-26-11 Индивидуальный выбор оптимального количества особенностей... 1 173.15kb.
Моделирование процесса обнаружения излучения двойных звезд 1 19.08kb.
Численное моделирование процесса распространение и осаждения аблированных... 1 19.15kb.
Комплексная оценка структуры и биомеханических свойств роговицы для... 1 401.5kb.
С., Васенев И. И. Ргау – мсха имени К. А. Тимирязева 1 180.42kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Объектное моделирование в задаче выбора оптимального варианта технологического процесса - страница №1/1

Объектное моделирование

в задаче выбора оптимального варианта технологического процесса
Сосинская С.С.

(Иркутск, ИрГТУ)

Технологический процесс при серийном производстве может быть организован таким образом, чтобы свести к минимуму простои работников. С этой целью необходимо реализовать информационное и объектное моделирование процессов конструкторской и технологической подготовки производства и оптимального планирования. В докладе излагается процесс построения онтологий перечисленных объектов как объектной модели и декомпозиции технологических процессов с помощью различных CASE-средств

Обоснование постановки задачи. Типизация системы подготовки производства совершенно необходима при серийном и мелкосерийном производстве, которые характерны для большинства машиностроительных предприятий. Типизация позволяет сократить затраты при переходе к производству нового изделия.

В системе подготовки производства выделяют техническую и технологическую подготовку, на базе которых осуществляется оперативно-календарное планирование, позволяющее усовершенствовать материально-техническое снабжение производства.

Оптимальное сочетание всех этих этапов позволяет организовать так называемое «бережливое производство» (lean manufacturing).

Бережливое производство основано на оптимальной организации рабочих мест. Рабочее место представляет собой оснащенную техническими средствами зону, где один или группа работников выполняют производственную операцию или работу. Организация рабочего места — это оснащение средствами и предметами труда, размещенными в определенном порядке. Основные элементы оснащения рабочего места:


  • Вспомогательное оборудование;

  • Основное технологическое оборудование (станки);

  • Технологическая оснастка (приспособления и инструмент).

Под системой обслуживания рабочих мест понимают регламентацию объема, сроков и методов выполнения работ по их обеспечению всем необходимым. Наиболее эффективным является планово-предупредительное обслуживание в соответствии с календарными планами-графиками (применяется при регулярной повторяемости выпускаемых изделий в течение месяца, в основном, в условиях серийного производства). В этом случае рабочие места обеспечиваются всем необходимым для выполнения именно тех операций, которые нужны по плану.

Внедрение бережливого производства повысит его эффективность.



Унификация технической подготовки производства. Для повышения эффективности производства необходимо организовать техническую подготовку производства, которая делится на конструкторскую и технологическую. Оба эти вида подготовки требуют унификации и типизации.

Унификация конструкторской подготовки требует выделения изделий, составляющих их узлов и деталей. Наиболее мелкими объектами являются детали, которые должны быть типизированы (определяются классы, подклассы, группы, типы).

Основные направления технологической унификации являются типизация технологических процессов и групповой метод обработки деталей. Типовые процессы разрабатываются для однотипных деталей массового производства, и групповые операции – в условиях серийного производства.

Типизация технологических процессов основана на типизации деталей. Каждая деталь имеет несколько обрабатываемых поверхностей, при обработке которых используется различная оснастка.

Типовой технологический процесс представляет собой совокупность операций.

Группа деталей характеризуется общностью оборудования, оснастки, наладки и технологического процесса. На основе деталей группы создается комплексная, виртуальная деталь, которая содержит все поверхности деталей группы. Такой детали ставится в соответствие групповая технологическая операция. Более общим случаем является выделение групп операций, выполняемых на различных видах оборудования и образующих групповой технологический процесс. Зная количество деталей каждой группы и нормы времени обработки каждой детали, можно обеспечить бесперебойную загрузку станка.

Для проведения всех этих мероприятий требуется развитое информационное обеспечение, дающее полное представление обо всех взаимосвязанных данных. В нашей стране в 70-е годы активно развивались различные АСУ, но они основывались на больших, а не персональных компьютерах. Смена технической базы вычислительной техники привела к тому, что на смену АСУ пришли различные ERP (enterprise resource planning). Приоритет, особенно вначале, перешел к американским системам.

Главная цель концепции ERP - распространить принципы MRP (Manufactory Resource Planning, планирование производственных ресурсов) на управление современными корпорациями.

Системы класса ERP отличает набор следующих свойств:


  • универсальность типов производств;

  • поддержка многозвенного производственного планирования;

  • более широкая (по сравнению с MRP) сфера интегрированного планирования ресурсов;

  • включение в систему мощного блока планирования и учета корпоративных финансов;

  • внедрение в систему средств поддержки принятия решений.

.Как показывает практика, часто ERP являются не универсальными, а специализированными (отдельно техническая подготовка, отдельно технологическая и т.д.). Специалисты предприятий, не всегда хорошо образованные в области информационного обеспечения, приобретают различные системы и неумело агрегируют разнородную информацию различных форматов.

Все это говорит о необходимости создания единой информационной модели для решения задачи во всей ее сложности и многообразии.

В данной работе рассматриваются подходы к построению модели с помощью инструментальных средств для декомпозиции информационных процессов и для описания онтологий. Эти средства на первый взгляд относятся к разным областям, но при более глубоком рассмотрении видно, что они обеспечивают быстрое построение наглядных информационных моделей, легко модифицируемым, что неизбежно при рассмотрении таких сложных систем.

Построение онтологии. Под онтологией понимается детальное описание некоторой проблемной области, которое используется для формального и декларативного определения ее концептуализации. Она включает в себя словарь терминов этой области и множество логических связей (типа «элемент-класс», «часть-целое»), которые описывают, как эти термины соотносятся между собой.

Разработка онтологии — это обязательно итеративный процесс. Разработан стандарт представления онтологий IDEF5.

Программный продукт OntoStudio был разработан Ontoprise GmbH 2007 году как профессиональная среда для решений, базирующихся на онтологиях. Благодаря модульной структуре OntoStudio может быть пополнен вновь создаваемыми модулями. В качестве языков онтологий OntoStudio поддерживает F-Logic для операций с правилами и запросами.

Вначале создаются понятия (concepts) и они организуются в некоторую иерархию. Могут использоваться свойства (attributes), отношения (relationships) и экземпляры (instances).

На данный момент в рамках нашей задачи разработана следующая иерархия понятий (Рис. 1):

Рис. 1. Понятия онтологии

Понятия имеют отношения, в качестве которых выступают другие понятия. Например, понятие «детале-операция» имеет отношения и пример экземпляра (Рис. 2)

Рис. 2. Отношения и экземпляры понятия

Представление Graph Visualize отображает онтологию и все элементы иерархии (понятия, отношения, атрибуты, экземпляры) в виде графа (Рис. 3).

Рис. 3. Граф понятия «детале-операция»

Для отражения более сложных связей между понятиями существуют правила. Они могут быть представлены или в графической форме, или на языке FLogic. Правило фактически является предикатом. Посылка правила показана серым цветом, заключение - зеленым. Пример правила показан на рис. 4.

К разработанной онтологии можно выполнить разнообразные запросы, записываемые на языке FLogic. Например, были выполнены запросы:



Рис. 4. Правило рассматриваемой онтологии



  1. Каковы рассматриваемые виды обработки?

FORALL X <- X:#'вид обработки'.

2. Каковы типы рассматриваемых деталей?

FORALL X,Y <- X:#'деталь'[#'имеет тип'->>Y].

3. Какие дедали входят в определенные узлы?

FORALL X,Y <-X:#'деталь узла'[#'уд'->>Y].

Запросы могут быть дополняться и расширяться.

В настоящее время, очевидно, представлен не последний вариант онтологии. Он может быть достаточно легко перестроен.

Другим способом описания связей рассматриваемой предметной области может быть предложено CASE-средство BPWIN, использующее язык моделирования IDEF0.

Под моделью в IDEF0 понимают описание системы, которое должно дать ответ на некоторые заранее определенные вопросы. Взаимодействие системы с окружающей средой можно представить следующим образом:


  1. На Вход системы из внешней среды поступает некоторая сущность (мате-риальный ресурс, информация), которая обрабатывается системой.

  2. Результат деятельности системы поступает на Выход.

  3. Правила и процедуры, в соответствии с которыми производится функ-ционирование системы, можно представить как Управление.

  4. Любые виды ресурсов, необходимых для функционирования системы, можно именовать термином Механизм.

Тогда система преобразует входы в выходы, находясь под управлением и используя механизмы.

После описания системы в целом проводится декомпозиция ее на крупные фрагменты. Уровней декомпозиции может быть несколько, до достижения нужного уровня подробности описания.

Работы диаграмм изображаются в виде прямоугольников, а взаимодействие работ с внешней средой и между собой описывается в виде стрелок.

Изобразим основную контекстную диаграмму и два уровня ее декомпозиции для описания технологического процесса изготовления конкретной детали на токарном станке

Рис. 5. Контекстная диаграмма технологического процесса

изготовления детали на токарном станке



Рис. 6. Первый уровень декомпозиции процесса



Рис. 7. Декомпозиция работы «Установ1»

Проведение подобной работы для всех техпроцессов (типовых и групповых) позволило бы представить всю техническую подготовку производства в наглядной форме.

Применение визуальных средств для построения модели сложных взаимосвязанных объектов позволит в конечном итоге построить актуальную базу данных. Для этого, конечно, нужно использовать или доработать средства для удобного ввода сведений об экземплярах понятий и импортирования декомпозиций или онтологий в базу данных.


Литература


  1. Onto Studio Tutorial – 220 с.

  2. FLogic Tutorial – 36 с.

  3. Митрофанов С.П. Научная организация машиностроительного производства. Л. Машиностроение 1976 – 712 с.

4. Методология IDEF0 и программный продукт BPwin. Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород 2007. – 28 с.




Осторожно, нас окружает среда! Григорий Яблонский
ещё >>