Дальский А.М., Косилова А.Г. и др. (ред.) - Справочник технолога-машиностроителя, том 1 - 2003 (1004785), страница 90

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 90)

Логическая функция зависит от условий, учитывающих геометрические особенности поверхностей, вид заготовки, требуемую точность обработки, качество поверхностного слоя детали, размер партии,габаритыдеталей. В общем случае логическая функция выбора Л-й операции где А, — условие по справочнику условий для класса (группы) деталей; ! = 1, 2, „ п, — число условий, связанных конъюнкцией; / =1, 2, ..., пз — число условий, связанных дизъюнкцией. Тогда логическая функция, определяющая обобщенный маршрут, где»г = 1, 2, ..., пз — число кодов С» операций в обобщенном маршруте; код операции характеризует вид операции (токарные, фрезерные и т.д.) и особенности операции (например, обработка в центрах, патроне, люнете и т.д.); А— знак "И" — логическое произведение (коньюнкция); 17 — знак "ИЛИ" — логическая сумма (дизъюнкция); м — знак "ЛИБО" — логическая сумма (дизъюнкция).

Синтез индивцдуаяьных технологических маршрутов осуществляется путем их вьщеления из обобщенного маршрута. Исходными данными для такого выделения являются условна Л", характерные для конкретной детали класса (группы). Обобщенный маршрут содержит элементарные логические функции, соответствующие кшкдой операции: где я = 1, 2, ..., и — число операций в обобщенном маршруте. Схема алгоритма решения данной задачи представлена на рис.

27. Блок 1 вызывает обобщенныЯ маршрут обработки деталей с кодами операций и логическими функциями)ь Блок 2 осуществляет вызов условий, характерных для данноЯ детали Д (например, особенности геометрии, точность, качество поверхностного слоя, требования к контролю и др.). Блок 3 производит вызов lг-й операции обобщенного маршрута М„с логической функцией 7». Если логическал операция 7» = 1, то один из наборов логической функции)» Если г» = О, то из блока 5 дается команда на вызов следующей операции обобщенного маршрута М до тех лор, пока не будут про- смотрены все операции М„, При третьем уровне сложности структурного синтеза решаются задачи выбора варианта структуры в множестве с большим, но конечным результатом известных вариантов.

Для решения таких задач используют: алгоритмы направленного перебора (например, алгоритмы дискретною линейного программировании), алюритмы последовательные, итерационные и лрс сведение задачи к полному перебору путем ограничения области поиска на сталин формирования исходных данных. Например, оптимизация плана обработки поверхности представляет задачу структурною синтеза, когда выбор варианта плана происходит во множестве с большим, но конечным количеством известных вариантов. Для поиска оптимального варианта используют алгоритмы дискретного программирования, находят условия, которым должен уловлетворять оптимальный многошаговый процесс принятия решениЯ. ПодобныЯ анализ называют динамическим программированием.

Оптимальная стратегия обладает тем свойством, что, каков бы ни был путь достижения некоторого состояния (технологического перехода), последующие решения должны принадлежать оптимальной стратегии для части плана обработки поверхности, начинающегося с этого состояния (технологического перехода). Для того, чтобы учесть сформулированный принцип оптимальности, можно использовать следующие обо- значения: /'„(рг) — технологнческаа себестоимость, отвечающая стратегии минимальных затрат для плана обработки от технологического перехода р, до последнего перехода (если до него остается п шагов); )„(р,) — решение, позволяющее достичь 7„(рг) . ОбщеЯ особенностью всех моделеЯ динамического программирования является сведение задач принятия решения к получению рекуррентных соотношений, которые можно представить как 434 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 435 ! З гтналгг -нлтнччлчлмчч галглггвннг чсгнг- те ннаянмчнн лгрянчте ч4гачачгк дччтмнляякмм ннмяучечнаньмы тгч.

Ггн, анннччгаиттнчнчуяагачглЛгаа мя ч Фечгнн Гн Лч т чна» адлтчант сиенгк, чячнянми рптми. нпргнмиячгна гнпиачуян чклвьч и Мчинча гчганчг гчд Акчгм лвчмча тгчмт Ф~а«чач 4чнмт г„ Фмм Гничлмм- яччкмта ччТ П ла чм гинкчююс тгяачччнта наю н ~„(р,) = ш1п~С, +,)'„,(р,)~, (10) где С вЂ” технологическая себестоимость прн г, выполнении технологического перехода рн Возможные варианты плана обработки поверхности представляют собой сеть нлн граф. Рекуррентное соотношение (1О) позволяет нз множества сформированных вариантов выбрать один нли несколько лучших с указанием глубин резания, подач н скорости резания по технологическим перехолам, а также заготовку.

К третьему уровню сложности структурного синтеза технологического процесса н его элементов также относятся задачи целочисленного программирования; прн этом программировании к требованиям линейносги критерия н ограничений добавляется условие целачисленнасти лгременнмл, Например, нмсюшухзся совокупность (р) переходов необходимо распределить по позициям станка (вертикального н горизонтального многошпкндельных токарных полуатоматов, пругкового автомата н др.), для чего вводят переменные 1 , если Ай переход выполняется на х, = ,/-й позиции; 0 — в противном случае.

где/=1,2, ...,р;/=1,2, ..., т. Учитывают основные группы ограничений, связанных: 1) с необходимостью закрепления определенных переходов за позициями станка: где А, — множество индексов позиций, на которых может быль выполнен г-й переход; 2) с требованием определенной очередности выполнения переходов: 1 х, < ~ хг „для всех р н В,; ) н А,, (11) где В, — множество индексов переходов, без выполнения которых нельзя выполнить переход с индексом 1; 3) с возможностью совмещения нескольких переходов на одной позиции ~х, Я Л, ! при котором суммирование ведется по нндек- сам рассматриваемых переходов.

Целое число л означает количество совмещенных на одной позиции переходов. Если при указанных ограничениях требуется найти минимум целевой функции Я т ~~Сцх,, (12) гле Сц — себестоимость г-го перехода на позиции )), то задача целочисленного программирования с булевыми переменными может быть решена методом частичного перебора (аддитнвный алгоритм). Задачи структурного синтеза четвертого уровня сложности (выбор вариантов во множестве с заранее нензвесгным числом элементов нлн вообще в бесконечном множестве) решаются прн активном участии технологапроекгнровщнка н реализуются в режиме диалога с ЭВМ.

Например, прн проектирования инструментальной наладки для пруткового автомата в режиме диалога устанавливается определенный порядок взаимодействия технолога н машины (рис. 28). Технолог, работаошнй в режиме диалога с ЭВМ, выбкрает такой вариант структуры, который представляет собой оптимальный компромисс между производительностью работы автомата н вероятностью Рнс. 28. Схема взаимодействия тезнололпроектнровшнка н ЭВМ прн вроекгированнн автоматной операцнн обеспеченна заданного качества обрабатываемой детали. ЭВМ помогает технологу принять решение об изменении структуры, рассчитав по программе режимы резания н производительность автомата Общую трудоемкость проектирования наладки можно уменьшить с помощью перехода от диалогового режима к пакетному.

Подобные задачи решают путем прнменения процедур обученна (процедур формнровання понятий). В качестве процедур обучения используют программы распознавания и классификации. Прн этом происходит перераспределение рутинной н творческой работы прн использовании пакетного режима более высокого уровня, технолог занимается подготовкой исходных данных н проверяет окончательный результат. Пятый, самый сложный, уровень структурного синтеза направлен на создание принципиально новых технологических процессов н решается так называемым поисковым конструированием (искусственный интеллект).

Одним нз путей поисковою конструирования является использование метода эвристических приемов: 1) уяснение нлк формулирование ТЗ; 2) выбор одного нлн нескольких аналогов (прототнпов) технологического процесса; 3) анализ прототипов, выявление нх недостатков н формулирование постановки задачи в виде ответов на вопросы: а) какие показатели качества в прототипе синтезирующего технологического процесса н насколько желательно нх улучшить? б) какие новые параметры качества детали должен обеспечить создаваемый технологический процесс и какие параметры качества должен утратить рассматриваемый прототип? 4) решение задачи. Большие трудности, возннкающне прн поисковом конструировании н эвристическом программнрованнн привели к появлению экспертных систем.

В основе экспертных систем лежит база данных, используемая экспертом (технологом-пользователем) в режиме диалога. Недостатком таких систем явилась зависимость качества проектных технологических решеннй (в частности, проектирование маршрутной и операционной технологий) от уровня подготовки эксперта. Л11зугой недостаток заключается в ограничении круга решаемых задач нх размерностью. Необходимость повышения уровня интеллектуализации автоматизированного процесса синтеза технологических решений прн высоких размерностях решаемых задач потре- бовало разработку принципиально новых решений, одним нз которых явилось создание н использование метода генетических алгариньмоя. Применение генетических алгоритмов предполагает отобрюкение возможной структуры технологического процесса в виде хромосомы (фреймов), состоящей нз генов (полей).

Каждый ген является аналогом операнди и технологическом маршруте. При формировании структуры технологического процесса используется набор эвристических правил, позволяющий эффективно формнровать конкретные структуры. Оценка эффектквности проводится на основе расчета значений целевой функции н анализа полученных результатов.

Реалнзацня такого подхода осуществляется на основе алгоритма, прел- ставленного на рнс. 29. Совокупность возможных структур технологическою процесса, представленная в виде хромосом, образует популяцию. Процесс решения идачн сводится к формированию новых популяций путем модификации предыдущих. Рнс. 29. Алгорнтм формирования техналогнче- ского маршрута (маршрутов) с использованием гянетнческнх алгорнтмов 436 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 437 Я, Яг Яз 4 Я, Яь, (! 7) Яг Яз Я, Яо Яп Яы 1 1 ! 1 1 К У'(Я)1= 1 О О О О О О (\3) (14) ~г(4( А г „) г (В А г„) 1, Математические модели Признак классификации Структурные, функциональные Микроуровня, макроуровня, мстауровня Пояные, макро- модели с„/с„ Чт (15) Аналитические, алгоритмические, имитационные лри сверленин С„/Г„4З У= Т "зм н Теоретические, эмпирические (16) Модификация основана на формировании новых хромосом путем скрещивания лучших (согласно целевой функции) хромосом из предыдущей популяции.

Это позволяет достаточно быстро находить работоспособный вариант прн решении задач высокой размерности. Математические модели Под математической моделью (Мь/) технологического процесса н его элементов понимают систему математических соотношений, описывающих с требуемой точностью изучаемый объект и его поведение в производственных условиях. При построении математических моделей используют различные математические средства описания объекта — теорию множеств, теорию графов, теорию вероятностей, математическую логику, математическое программирование, дифференциальные или интегральные уравнения идр. К математическим моделям предъявлтот требования высокой точности, экономичности и универсальности.

Характеристики

Список файлов книги