ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО И ОТДЕЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Мелешко А.В., Логинова Г.А., Мошкин А.М. (СибГТУ, г.Красноярск, РФ)
In work questions of representation of characteristics of the equipment for machining and furnish of wood in systems of the automated designing technological processes are considered. The relational model of the data for storage and processing of the information is offered.
Системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) находят все более широкое применение в рамках интегрированных информационных систем управления промышленными предприятиями. Применение САПР ТП обеспечивает более эффективную технологическую подготовку производства при переходе на выпуск новой продукции или необходимости расширения её ассортимента. Наиболее широкое применение данные системы находят в машиностроении и радиоэлектронике. В настоящее время наметилась тенденция создания универсальных САПР ТП для различных отраслей промышленности (Компас, 1С и др.). В этих системах основное внимание уделяется использованию типовых и групповых технологических процессов, тогда как в области деревообработки наиболее приемлем итерационный метод проектирования с последовательным выбором структуры технологического процесса из возможных технологических элементов [1].
Одним из важнейших этапов проектирования технологического процесса является выбор оборудования. Эта задача может решаться несколькими методами. Наиболее широкое применение нашел метод сетевого планирования на основе теории графов (графо-аналитический метод) с использованием таблиц соответствия. Однако широкое использование данного метода сдерживается ограничением возможностей количественного и качественного представления информации о проектируемом технологическом процессе. В качестве исходных (базовых) данных используются типовые варианты технологических процессов, из которых выбирается оптимальный.
В настоящее время для хранения и обработки больших объемов информации широкое применение нашли реляционные системы управления базами данных (СУБД). Эти системы обеспечивают представление информации в виде данных и знаний в терминах предметной области с отображением всех связей между элементами информационной системы.
На кафедре технологии деревообработки СибГТУ при разработке интегрированной информационной системы лесного комплекса в качестве модели данных была использована реляционная модель, которая позволяет обеспечить итерационный принцип проектирования технологического процесса и осуществлять анализ эффективности принимаемых решений. Суть проектирования заключается в следующем. Весь технологический процесс разделяется на этапы, стадии и операции, при проектировании технологии отделки дополнительно должны учитываться методы реализации отдельных операций [2,3].
Данный подход был применен также для выбора деревообрабатывающего и отделочного оборудования за счет включения в базу данных дополнительных отношений, которые можно отнести к двум группам. Первая группа отношений содержит справочную информацию о возможных технических и технологических параметрах оборудования. Вторая группа включает отношения, определяющие связи между этими характеристиками оборудования и структурными элементами технологического процесса.
Для характеристики оборудования используются следующие показатели: тип оборудования, мощность, стоимость, размеры обрабатываемого материала и др. В отдельные отношения включены характеристики оборудования, которые определяют возможность его использования на определенных этапах, стадиях и операциях технологического процесса. Для каждой единицы оборудования указываются: тип, возможность его применения на определенных этапах, стадиях, операциях, производительность с учетом характеристик обрабатываемого материала и другие параметры.
Рациональный выбор оборудования может быть осуществлен на заключительном этапе проектирования. В этом случае предварительно проектируется общая структура технологического процесса изготовления или отделки изделия, и далее последовательно производится поиск оборудования для выполнения каждой операции. Для реализации данного способа требуется однозначно идентифицировать каждую технологическую операцию и обеспечить генерирование полных списков оборудования, обеспечивающих реализацию отдельных операций проектируемого процесса.
Решение данной задачи осуществляется за счет использования специальных операций реляционной алгебры, таких как естественное и условное соединение отношений, их фильтрации и проекции. Предложенная реляционная модель осуществляет хранение, обработку, выбор информации о деревообрабатывающем и отделочном оборудовании. В этом случае обеспечивается возможность определения всех допустимых видов применяемого оборудования.
Например, для проектирования процессов отделки выбор оборудования осуществляется в два этапа. На первом этапе с учетом свойств подложки определяется оборудование, соответствующее используемым видам лакокрасочных материалов (ЛКМ), стадиям, операциям, методу реализации и степени автоматизации. Выбор осуществляется на основе результатов проектирования структуры технологического процесса. Определяются стадии и операции оборудования, которые содержат в своем составе заданные стадии и операции техпроцесса. Далее для каждой стадии и операции устанавливается оборудование, в свойства которого включены найденные ранее стадии и операции. После этого для каждой единицы оборудования производится проверка на возможность использования на этом оборудовании заданного метода реализации технологической операции. Далее для допустимых вариантов оборудования осуществляется их проверка на соответствие для каждой стадии и операции принятым отделочным материалам и на возможность использования данного оборудования для обработки древесной подложки с заданными характеристиками. Окончательное множество отделочного оборудования, соответствующее структуре технологического процесса, определяется с учетом принятой степени автоматизации процесса.
На втором этапе производится выбор рациональных вариантов отделочного оборудования для проектируемого технологического процесса. Для этого необходимо осуществить выбор допустимых вариантов на множестве технико-экономических показателей оборудования с учетом плановых заданий на выпуск продукции и эффективного фонда рабочего времени для их реализации. Одним из действенных способов получения рациональных решений при анализе вариантов является введение дополнительных условий на строгое упорядочение сравниваемых вариантов по показателю эффективности. При этом задача выбора сводится к определению комплексного показателя эффективности оборудования для каждой стадии и операции, и в процессе сравнения в первую очередь используется первый по величине показатель эффективности и соответствующее ему оборудование.
Для проектирования процессов деревообработки применяется аналогичный способ выбора оборудования. При этом в качестве дополнительных ограничений предусматривается возможность анализа его наличия на предприятии. Также учитывается габаритные размеры обрабатываемых деталей и исходного материала, учитывается вся спецификация или плановые задания, причем однотипные детали по методам обработки формируются в группы и для операции устанавливается группа деталей, обрабатываемая на данном оборудовании. Это позволяет осуществлять проектирование тех. процесса для всех входящих в плановое задание обрабатываемых деталей. Но при этом, с помощью методов группировки в итоговых отчетах можно выделить тех. процесс для каждой детали.
Такой подход позволяет определить экономическую эффективность производства плановой продукции в целом по предприятию.
Литература:
1. Гончаров Н.А., Башинский В.Ю. Технология изделий из древесины - М., Лесная промышленность, 1990. - 528 с.
2. Мелешко А.В. Применение электронных баз данных для автоматизации проектирования технологии отделки изделий из древесины и учета продукции лесопильно-деревообрабатывающих предприятий // Деревообрабатывающая промышленность – 2002.- №6. –с. 18-22
3. Мелешко А.В. Разработка интегрированной информационной системы деревообрабатывающих производств //Деревообрабатывающая промышленность – 2002.- №6. –с. 18-22.