лекция Додонов, страница 3

n – число лет эксплуатации

– элементы проектного решения (использовать ряд станков с ЧПУ, использовать транспортные системы или еще какое решение)

- заранее известные факторы при проектировании (стоимость инструмента, обработки, станков, требования по точности обработки, шероховатость поверхности, производительность)

- неизвестный фактор (слабо догадываемся о них или плохо представляем)

В общем виде целевая функция при проектировании:

Чувствительность проектного решения к факторам, связанным неопределенность и нечеткостью исходных данных, методов расчета, приближенностью математических моделей можно оценить используя функции чувствительности.

Например, для целевой функции качества проектного решения качество целевой функции будет иметь вид:

…

У нас функция чувствительности к полям мобильников близка к нулю, а вот шум и температуру чувствуем

Функция чувствительности характеризуют влияние того или иного элемента проектного решения в заданной точке или области оптимизации на изменение целевой функции , характеризует качество проектного решения или конструктивного и технологического исполнения автоматизированного оборудования.

Функция чувствительности является как бы мерой или «весом» влияния изменения того или иного проектного решения на значение целевой функции.

Целевая функция проектного решения (вертикаль)

Рисунок 2

Базовый вариант – наиболее часто используемое проектное решение.

Допустим базовый вариант ИР-500

Закон может быть любой (не обязательно Гаусс)

Пришли в точку где чуть больше точность и производительность обработки чем базовый вариант (центр)

Частная производная по точности производится по какой-то постоянной производительности.

Подставляем функцию х допустим 0,5 и получим постоянное число

Берем разные производные и смотрим какие параметры больше влияют на значение целевой функции.

Не все факторы влияют одинаково. Их степень может быть оценена с помощью целевой функции в интересующей нас точке.

Значение целевой функции в данной точке представляет из себя весовой коэффициент

Сечение целевой функции

Рисунок 3

Значение производной – угол наклона касательной в данной точке.

Как изменение параметра влияет на результат

Возможные варианты гибкого производственного модуля (ГПМ)

Раздаточный (где много вариантом ГПМ) (папка 3)

Для генерировании вариантов возможных ГПМ можно использовать древовидные графы.

Рисунок 4

Получаем множество вариантов ГПМ, которые могут быть реально воспроизведены

Число вариантов:

П – произведение

В нашем случае 108 вариантов

Результаты будут разные

Рисунок 5

Генерирование вариантов – синтез возможных вариантов.

Для того, чтобы провести анализ, необходимо найти значение целевой функции каждого варианта.

Для этого используется теория ветвей и границ

Ветвь – конкретная реализация какого-то проектного решения. У этого решения есть конкретное значение целевой функции.

Ветвь – конкретное проектное решение, а границы характеризуются тем, что можно выделить какую-то зону, внутри которой не имеет смысла рассматривать те или иные варианты.

С помощью логического анализа можно выделить наиболее рациональные варианты проектируемого гибкого производственного модуля.

Аналогичным образом можно построить древовидный граф гибкой производственной системы.

Лекция 6

Станок одновременно является и технологической и измерительной машиной (сначала настраивается на размер, потом включается подача)

Максимальная точность обработки на доводочных станках (точность 0,3 микрона/300 нм)

Технологический процесс – основа разработки нового оборудования ГПС, ГАП, ТПМ.

Задачи автоматизации:

1. Использовать автоматическое оборудования

2. Сокращать расходы на заработную плату (надо чтобы суммарная стоимость изготовления изделия, сделанная на автоматическом оборудованию была меньше стоимости изделия, изготовленного на оборудовании с ручным управлением)

Основа разработки нового оборудования – технологический процесс. Проектирование технологического процесса содержит следующие этапы:

1. Анализ производства

2. Проектирование элементарной (элементной) технологии

3. Формирование моделей видов производства и критериев оптимальности

4. Выбор вида производства. Отображение элементной (элементарной) технологии на разные типы оборудования

5. Формирование и анализ моделей элементов - станки, накопители, транспорт, склад, модули

6. Формирование общей модели ГАП (гибкого автоматизированного производства) – структурная модель, имитационная модель (составление электронной модели, программы) например, GPSS (general purpose simulation system – общецелевая система имитационного моделирования, Т.Дж. Шрайбер.. Динамическая модель. Информационная модель – как используем информацию для нормальной работы ГАП.

7. Выбор оптимальной структуры

8. Разработка ТЗ. Для конструирования основного и вспомогательного оборудования.

9. Конструирование основного и вспомогательного оборудования (нестандартного)

10. Технологическая подготовка производства в ГАП. Разработка оснастки, подбор инструмента

11. Информационно-измерительная система. Как движется инструмент, деталь, оснастка.

12. Выбор управляющих вычислительных средств ГАП

Определение трудоемкости и станкоемкости обработки

- программа выпуска (например)

Изделие содержит n количество узлов и каждый из узлов n содержит m деталей.

Надо рассчитать какова общая трудоемкость – производят суммирование трудоемкости всех деталей и узлов и смотрят какое количество оборудования M нужно для производства одного изделия.

Умножаем на 1000 и получаем трудоемкость годового выпуска.

По годовому выпуску рассчитывают какое количество производственных рабочих – трудоемкость

Станкоемкость обработки годового выпуска – какое количество часов работы станков должно быть использовано при реализации данной программы.

- фонд времени работы оборудования (одна смена)

- две смены

- три смены

n – количество необходимых станков

Количество станков, необходимых для обработки всех деталей, входящих в один узел:

Пример – определить число станков для операции токарной обработки и зубофрезеровании поточной линии (станки стоят в технологической последовательности и предназначены для конкретной обработки) обработки зубчатого колеса.

Такт линии

Время штучное калькуляционное (Больше рабочего времени)

Время штучное фрезерования

Число станков для токарной операции

станка

Необходим 1 станок

Коэффициент загрузки станка

Если меньше 90%, то можно брать 1 станок, а больше 90% - надо брать 2 станка.

Число станков для зубофрезерования

- 5 станков

Коэффициент 98% недопустим, поэтому используем 6 станков

Лекция 7

Производительность АСС

Производительность автоматизированных станочных систем является одним из важнейших факторов эффективности применения станочных систем.

Z – количество выпущенных деталей

– суммарные трудовые затраты

Рисунок 1

1 – суммарные потери по инструменту

2 – суммарные потери по оборудованию

3 – подготовка и сдача станка в начале смены

4 – потери по браку

5 – организационные потери, отсутствие заготовок

6 – отсутствие электроэнергии, сжатого воздуха, теплоносителей и т.п.

7 – измерение детали

8 – обработка пробной детали

9 – замена приспособлений на станке

10 – смена комплектов инструментов

11 – замена программы обработки

ГПЯ – гибкая производственная ячейка

ГПЗ – гибкий производственный завод

ГПЦ – гибкий производственный центр

Рисунок 2

Производительность для ГПМ:

480 – число минут в смене

– цикл обработки

– среднее время выполнения единичного рабочего прохода

- число единичных рабочий проходов

- (рабочее время)

(например, при сверлении 8 мм )

- время загрузки и выгрузки детали

- время смены координат

Рисунок 3

(не успеет разогнаться). Экспериментально определяется

- время смены инструментов

А – число инструментов, которые используются при обработке детали

Но может совмещаться со временем смены координат, тогда получается завышенное время

– время смены положения детали при обработке

n – число поворотов детали

Организационные потери – отсутствие заготовок и т.п.

Числитель и знаменатель делим на z

B = 0,03…0,05 – коэффициент надежности (станки с ручным управлением). Собственные потери, приходящиеся на одну минуту бесперебойной работы станка

– Т

- BT

У станка с ЧПУ B = 0,1…0,2

Коэффициент загрузки характеризует работу станка в течении рабочей смены

Рисунок 4