Общая характеристика и классификация электрофизических и электрохимических методов обработки

К О Н С П Е К Т Л Е К Ц И Й

по учебной дисциплине

«Системы автоматизированного проектирования процессов обработки концентрированными потоками энергии»

по направлению 651400

 «Машиностроительные технологии и оборудование»

 

Курс 5

                                                      Семестр 9

 

 

 

Уфа 2003

 

Лекция 1

Введение

       1.1. Содержание и задачи курса

       Дисциплина “САПР процесса обработки КПЭ” ставит целью изложение современных подходов к автоматизированному в области технологии обрабооки концентрированными потоками энергии.

       При изучении курса студенты знакомятся с идеологией машинного проектирования физико-химических процессов, включающей совокупность всех видов проектной, конструкторской и технологической деятельности инженера.

       В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

· Структуру и состав современных систем автоматизированного проектирования

· Подходы (постановки задач, обоснования расчетных схем, начальных и краевых условий) к математическому описанию основных физических процессов, протекающих при обработке КПЭ.

· Структурно-функциональное построение систем автоматизации физических экспериментов

После изучения курса студенты должны уметь:

· Формулировать ьребования к программно-аппаратным средствам системы автоматизированного проектирования в соответствии с поставленной задачей

· Формулировать постановку задач математического моделирования и оптимизации процессов, протекающих при обработке КПЭ.

       Объем аудиторных занятий по курсу - 60 часов, из них лекций - 40 часов, лабораторных и практических занятий- 20 часов. Самостоятельная работа студентов – 54 часа. Зачет в 9 семестре.

 

       Учебно-методические материалы

1. Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Покровский А.М. Программное управление оборудованием Л.:Машиностроение, 1984.- 427с.

2. Четвериков В.Н., Ревунков Г.И. Базы и банки данных. - М.: Высш. шк., 1987.- 248с.

3. Жук К.Д и др. Построение современных систем автоматизированного проектирования Киев: Наук. думка, 1983.- 248с.

4. Кречко Ю.А., Полищук В.В. Автокад. Курс практической работы.- М.: Диалог-МИФИ, 1994.- 256с.

5. Бемер С. FoxPro 2.6 для Windows.-К.: BNV, 1995.-464с.

6. Поликарпов Ю.В., Акмаев И.И. AutoCad:Осваиваем графический редактор. - Уфа: УГАТУ, 1995-87с.

7. Николь Н., Альбрехт Р. Exel 5.0. Электронные таблицы.- М.: Эком, 1994.- 352с.

 

 

Классификация САПР

 

       Согласно ГОСТ 23501.8 – 80, САПР характеризуют по следующим 8-ми признакам:

1. тип объекта проектирования
2. разновижность объекта проектирования
3. сложность объекта проектирования
4. уровень автоматизации проектирования
5. комплексность автоматизации проектирования
6. характер выпускаемых проектных докусентов
7. число выпускаемых проектных документов
8. число уровней в структуре технического обеспечения САПР.

 

Известны системы классификации САПР по следующим признакам.      Первый класс САПР составляют малые системы автоматизации технологического проектирования, построенные на основе небольших ЭВМ. Чаще всего это обыкновенные миникомпьютеры или отдельные ЭВМ среднего класса, в основном настроенные на автоматизацию технологического проектирования: проектирования масок и фотошаблонов для интегральной технологии изготовления печатных плат, а в машиностроении - для проектирования технологии различных деталей на станках с программным управлением.

       Второй класс охватывает средние системы. Они, как правило, опираются на вычислительные комплексы, состоящие из двух, трех, а иногда и большего количества ЭВМ одинакового типа. Это делается или просто для увеличения мощности и надежности работы системы, или, что бывает чаще, для создания иерархической структуры с подсоединенными миникомпьютерами или менее мощными ЭВМ на входе и более мощными на выходе для решения наиболее трудоемких задач автоматизации проектирования.

       Эти средние системы уже включают в себя системы различного рода расчетных программ (пакетов прикладных программ) и программ по подготовке конструкторской документации (КД), связанной с изготовлением узлов первого уровня сложности, т.е. таких которые проектируются в рамках одной организации.

       Более сложные задачи проектирования требуют создания систем третьего класса - больших САПР. В них в обязательном порядке предусматривается система разделения времени и наличие многопультовых устройств. Их создание особенно целесообразно в тех случаях, когда имеются технические условия и требуется одновременная работа над одним и тем же проектом или же раздельная работа над различными проектами или их частями.

       Четвертый класс САПР - сверхбольшие системы. Это сети ЭВМ и ВЦ коллективного пользования, нацеленные на решение сложных задач САПР.

 

Лекция 2

 

Машинная графика сегодня – это наиболее наглядное средство связи между человеком и компьютером. Виртуальная реальность, фронтальная геометрия, компьютерная анимация, средства машинной графики в решении важных задач искусства – все это будоражит умы и открывает новые возможности на пути творчества.

       Развитие машинной графики стимулирует появление новых видов видиоадаптеров, которые берут на себя роль обработчиков, поступающих на них сигналов, т.е. выполняют ту работу, которую до этого выполняло программное обеспечение.

 

       Богатый потенциал машинной графики определяется солидной математической базой. В России первые разработки машинной графики относились ко второй половине 60-х годов, брали свое начало в институтах Академии наук (в Москве, Новосибирске) и были ориентированы на разработку средств визуализации результатов научных расчетов.

 

       В соответствии со стандартом машинную графику рассматривают как обслуживающую подсистему САПР. Машинная графика состоит из следующих обеспечений: методического, математического, лингвистического, программного, технического, информационного и организационного.

Инструментальной основой САПР является комплекс средств автоматизации проектирования (КСАП), представляющий взаимосвязанную совокупность видов обеспечения.

       К видам обеспечения, входящим в состав КСАП, относят:

· Математическое (совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, необходимых для выполнения проектных процедур),

· Лингвистическое (совокупность специальных проблемно-ориентированных языков проектирования),

· Техническое (комплекс всех технических средств, используемых при автоматизированном проектировании (кроме средств вычислительной оргтехники сюда входят аппаратура для диагностики и ремонта средств вычислительной техники, система кондиционирования и т.д)),

· информационное, (информация, использующаяся проектировщиками непосредственно для выработки проектных решений, основная часть которой содержится в машинных базах данных и незначительная – в обычных документах)

· программное, (комплекс всех программ и эксплуатационной документации к ним)

· методическое, (комплекс документов, содержащих: описание САПР, данные о составе КСА и правилах их технического обслуживания и использования)

· организационное (комплекс документов – приказов, положений, штатных расписаний, инструкций, графиков работ и другое – устанавливающих правила выполнения всех проектирующих и обслуживающих подразделений).

Таким образом, при автоматизированном проектировании машинная графика позволяет освободить человека от выполнения однообразных, трудоемких графических операций, которые можно формализовать и тем самым повысить производительность труда в проектировании, благодаря возможности быстрого перебора многих вариантов, решать одну из основных задач в области проектирования – поиск оптимальных вариантов.

Машинную графику можно определить как совокупность технических, программных средств и методов связи пользователя с машиной на уровне зрительных образов при решении различных задач.

       Все это хорошо иллюстрирует операционная система MS Windows, в которой все состоит из отдельных “кубиков”, складываемых посредством простых алгоритмов и имеющих стандартные модели для ваизуализации. Отход от стандартов снижает быстродействие.

       И наконец, машинная графика не стоит на месте. Если лет 10 назад о трехмерной графике только мечтали, то сейчас это в принцыпе доступно каждому. Важно, что приорететными задачами будут являться увеличение быстродейстивия в обработке двухмерной и трехмерной графике. Но если двухмерная графика почти исчерпала себя, то для трехмерной графики перспективы развития очень большие. Объекты с которыми работает трехмерная графика - свет, зеркальные, матовые поверхнгости требуют тщательного подхода как со стороны математического моделирования, так и с точки зрения программного обеспечения.

 

 

Общие положения

Математическое обеспечение (МО) объединяет в себе математические модели проектируемых объектов, методы и алгоритмы выполнения проектных процедур, используемые при автоматизированном проектировании.

       Элементы МО чрезвычайно многообразны, среди них имеются инвариантные элементы, широко применяемые в различных САПР.

К ним относятся принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиска экстремума.

       Специфика предметных областей проявляется, прежде всего, в математических моделях (ММ) проектируемых объектов, она заметна также в способах решения задач структурного синтеза. Формы представления МО также разнообразны, но его практическое использование происходит после реализации ПО.

           

       3.2. Математические модели

       3.2.1.Требования к математическим моделям

       Требования к математическим моделям:

· универсальность;

· адекватность;

· точность;

· экономичность.

      

       Степень универсальности ММ характеризует полноту отображения в модели свойств реального объекта.

       Точность ММ оценивается степенью совпадения значений параметров реального объекта и значений тех же параметров, рассчитанных с помощью оцениваемой ММ.

       Например, пусть - вектор входных параметров, тогда относительная погрешность расчета j-го параметра может быть оценена по формуле

 

,                      (3.1)

 

где y_jm, y_ист - значения выходного параметра истинное и рассчитанное по математической модели.

       Адекватность ММ - способность отражать заданные свойства объекта с погрешностью не выше заданной. Адекватность ММ, как правило, имеет место лишь в ограниченной области изменения внешних параметров - в области адекватности (ОА):

 

ОА = ,       (3.2)

где d>0 - заданная константа, равная предельно допустимой погрешности ММ; Q- вектор внешних параметров.

 

       Экономичность модели характеризуется затратами вычислительных ресурсов (времени и памяти) на ее реализацию.

 

       3.2.2. Классификация математических моделей

       ММ классифицируются по следующим признакам:

· характер отображаемых свойств объекта;

· принадлежность к иерархическому уровню;

· степень детализации описания внутри одного уровня;

· способ получения модели.

       По характеру отображаемых свойств объекта ММ делятся на структурные и функциональные.

       Различают структурные топологические и геометрические ММ.

В топологических ММ отображают состав и взаимосвязи элементов объекта. Эти ММ чаще применяют для описания объектов, состоящих из большого числа элементов, например, при решении задач привязки конструктивных элементов к определенным пространственным позициям или относительным моментам времени при разработке технологических процессов.

       В геометрических ММ отображаются геометрические свойства объектов, в них дополнительно к сведениям о взаимном расположении объектов содержатся сведения о форме деталей. Геометрические модели могут выражаться, например, совокупностью уравнений линий и поверхностей.

       Функциональные математические модели предназначены для отображения физических и информационных процессов, протекающих в объекте при его функционировании или изготовлении. 

       Использование блочно-иерархического подхода к проектированию приводит к появлению иерархии математических моделей проектируемых объектов.

       В зависимости от места в иерархии описаний математические модели делятся на ММ микро-, макро - и метауровня.

 

       Особенностью ММ на микроуровне является отражение физических процессов, протекающих в непрерывных пространстве и времени. Типичными ММ этого уровня являются дифференциальные уравнения в частных производных. В них независимым переменными являются пространственные координаты и время.

       ММ на макроуровне используют укрупненную дискретизацию пространства по функциональному признаку, что приводит к представлению ММ на этом уровне в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений.

       На метауровне в качестве элементов принимают достаточно сложные совокупности деталей. Метауровень характеризуется большим разнообразием типов используемых ММ. Здесь ММ также представляются в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений. В этих моделях не описываются внутренние для элементов фазовые переменные, а фигурируют только фазовые переменные, относящиеся к взаимным связям элементов.

       По способу представления свойств объектов функциональные модели делятся на аналитические и алгоритмические.

       Аналитические ММ представляют собой явные выражения выходных параметров как функций входных и внутренних, т.е. имеют вид:

 

Y=F(X, Q),                 (3.3)

 

       где Y=(y1,y2,...,ym) - вектор выходных параметров;

           X=(x1,x2,..., xn) - вектор внутренних параметров;

       Q=(q1,q2,..., ql) - вектор внешних параметров.          

 

       Аналитические модели характеризуются высокой экономичностью, однако их получение возможно лишь в частных случаях и, как правило, при принятии существенных допущений и ограничений, снижающих точность и сужающих адекватность модели.

       Алгоритмические модели выражают связи выходных параметров с параметрами внутренними и внешними в форме алгоритма.

       Для получения моделей используют неформальные и формальные методы.

       Неформальные методы используют на различных иерархических уровнях для получения ММ элементов. Формальные методы применяют для получения ММ систем при известных математических моделях элементов.       

 

       3.2.3. Методика получения математических моделей

       В общем случае методика получения ММ включает в себя следующие операции:

1. Выбор свойств объекта, которые подлежат отражению в модели;

2. Сбор исходной информации овыбранных свойствах объекта;

3. Синтез структуры ММ;

4. Расчет числовых значений параметров ММ. Эта задача ставится как задача минимизации погрешности модели заданной структуры, т.е.

 

min e_M(X),

                                               XÎX_Д

 

где X- вектор параметров ММ; X_Д- область варьирования параметров; e_M- погрешность ММ(см.3.1);

       5. Оценка точности и адекватности ММ.

 

Лекция 5

Рис.4.1. Схема процесса проектирования

 

       Решение ОДУ позволяет получить зависимость вектора фазовых переменных V=(U,W) от t в табличной форме.

       Большинство выходных параметров Y проектируемых объектов являются функционалами зависимостей V(t), например определенных интегралами, экстремальными значениями и др. Решение системы(4.1)

и расчет выходных параметров- функционалов составляют содержание процедуры анализа переходных процессов.

       Анализ статических состояний объектов также может быть выполнено путем интегрирования уравнений типа(4.1), но, поскольку в статике dU/dt=0, такой анализ может быть сведен к решению систем алгебраических уравнений

                           

                                 F(V)=0.                     (4.2)

 

       При проектировании САУ важное значение имеет задача анализа устойчивости.

       Анализ чувствительности заключается в определении внутренних и внешних параметров xi на выходные yj. Количественная оценка этого влияния представляется матрицей чувствительности A c элементами

aij=dyj/di.

       Статистический анализ выполняется с целью получения тех или иных о распределении параметров yj при задании статистических сведений о параметрах xi. Результаты статистического анализа могут быть представлены в виде гистограмм распределения yj, оценок числовых характеристик распределений мат. ожидания, дисперсии и т.д.

 

       4.3 Постановка и решение задач синтеза

       4.3.1.Классификация задач параметрического синтеза

       К задачам параметрического синтеза относится совокупность задач, связанных с определением требований к параметрам объекта, номинальных значений параметров и их допусков. Задачи параметрического синтеза могут быть классифицированы на 3 группы:

· назначение технических требований;

· расчет параметров элементов;

· идентификация математических моделей.

       Группа 1 задач параметрического синтеза связана с назначением технических требований к выходным параметрам объекта.

       Группа 2 задач параметрического синтеза связана с расчетом параметров элементов объекта при заданной структуре объекта.

       Группа 3 задач параметрического синтеза связана с определением параметров используемых в САПР математических моделей и определением областей их адекватности.

       Большинство задач параметрического синтеза элементов сводится к решению задач математического программирования.

       Задача математического программирования формулируется следующим образом:

 

extr F(X),

XÎXД                            (4.2)

 

т.е. нужно найти экстремум целевой функции F(X), которая называется функцией качества, в пределах допустимой области XД изменения управляемых параметров X.

       Область XД может задаваться совокупностью ограничений типа неравенств

                   

и типа равенств  .

 

 

Лекция 6

Рис.5.1. БнД в составе САПР

           

       Физический уровень представления данных отражает способ хранения и структуру данных с учетом их расположения на носителях информации в запоминающих устройствах ЭВМ.

       Важнейшим понятием в БНД является модель данных - формализованное описание, отражающее состав и типы данных, а также взаимосвязи между ними. Модели данных классифицируются по ряду признаков.

       В зависимости от объема описываемой информации на логическом уровне различают внешнюю и внутреннюю модели данных.

       Внешняя модель (или логическая подсхема) - описывает структуру информации, относящейся к конкретной процедуре или группе родственных процедур.

       Внутренняя логическая модель данных объединяет все внешние модели (логические подсхемы) БД.

       По способам отражения связей между данными на логическом уровне различают модели - иерархическую, сетевую и реляционную. Модель называют сетевой, если данные и связи между ними имеют структуру графа. Если структура отражаемых связей представляется в виде дерева, то модель называют иерархической. Представление данных в виде таблиц соответствует реляционной модели данных.

       Задание модели данных в БД осуществляется на специальном языке описания данных (ЯОД). Прикладные программы, использующие

БНД, записываются на некотором алгоритмическом языке (например,

Паскаль, Си), называемом включающим языком. Для обеспечения взаимодействия с БНД в эти программы должны быть введены операторы обращения к СУБД. Совокупность операторов обращения к СУБД- язык манипулирования данными (ЯМД).

Основные операции с данными, выполняемыми на ЯМД следующие:

· поиск информации по заданным поисковым признакам в БД;

· включение в БД новых записей;

· удаление из БД лишних или ненужных в дальнейшем записей;

· изменение значений элементов данных в записях.

 

       Банк данных - сложная информационно- программная система, функционирование которой невозможно выполнить полностью в автоматическом режиме. Контроль за ее состоянием и управление режимами

осуществляется человеком- администратором банка данных.

       Взаимосвязь БД с прикладными программами представлена на рис.6.1. Прикладные программы пользователей а и б обращаются с запросами в СУБД, которая, пользуясь информацией о конкретной внешней модели и основываясь на описании логической схемы БД, формирует обращение к программным средствам метода доступа ОС.

Полученные данные поступают вначале в системный буфер, а затем поступают в доступную пользователю рабочую область.

       Совокупность модели данных и операций, определенных над данными, называется подходом. В соответствии с моделями данных различают реляционный, сетевой и иерархические подходы. Так как подход лежит в основе СУБД, различают реляционные, сетевые и иерархические СУБД.

 

 

Лекция 7

Реляционное исчисление

       Реляционное исчисление базируется на теоретических основах исчисления предикатов. Предикат P (x 1, x 2,..., xn) это функция, принимающая значения «Истина» или «ложь», от аргументов, определенных в конкретных областях D1,D2,...,Dn. При построении высказываний используются

 логические связки, например

  конъюнкция, дизъюнкция, отрицание,                                   

 

термы сравнения с операциями

 и др., а также кванторы существования  и общности .

       Рассмотрим пример применения кванторов. Высказывание -  означает-что среди элементов множества X найдется, по крайней мере, один, при котором оказывается истинным неравенство, заключенное в скобках. Высказывание   означает, что для всех элементов множества X некоторая функция f (x) больше заданного a.

       В реляционном исчислении принято связывать отношением R(A1,...,An) некоторый предикат P(x1,...,xn), аргументы, которых имеют одинаковые области определения, таким образом, что если P(a1,a2,...,an)=1, то кортеж <a1,a2,...,an> принадлежит отношению , для i =1, n, в противном случае кортеж не входит в состав указанного отношения. Отсюда следует, что посредством задания некоторого предиката может быть задано и соответствующее ему отношение.

       Из сказанного видно, что реляционное исчисление позволяет описать самые разнообразные виды искомых отношений. Однако отсутствие процедурности существенно затрудняет реализацию языков, основанных на реляционном исчислении. Решении этой проблемы возможно при использовании методов реляционной алгебры.

 

 

Лекция 8

Лекция 10

Проектирования

       9.1.Иерархические уровни описаний проектируемых объектов

       В основе блочно-иерархического подхода к проектированию лежит принцип разделения описания объекта по степени детализации его отображаемых свойств и характеристик. Это приводит к появлению уровней

абстрагирования.

       На каждом иерархическом уровне используются свои понятия системы и элементов. На уровне 1(верхнем уровне) объект S рассматривается как система S из n взаимосвязанных и взаимодействующих элементов Si(рис.9.1).

Каждый из элементов в описании уровня 1 представляет собой также сложный объект, который в свою очередь рассматривается как система Si

на уровне 2. Элементами систем Si являются объекты Sij, j=1,2,...,mi(где mi- количество элементов в описании системы Si). Как правило, выделение элементов Sij происходит по функциональному признаку. Деление элементов на уровни происходит вплоть до появления элементов, которые дальнейшему делению не подлежат. Такие элементы по отношению к S называются базовыми.

 

       Примером иерархического описания объектов является структура технологического процесса изготовления детали с уровнями: маршрут- > операция -> переход -> проход; другим примером является декомпозиция конструкции изделия принятая в спецификации: изделие - узел - деталь.

       Таким образом, принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описаний, а принцип декомпозиции(блочности) - разбиение представлений каждого уровня на ряд составных блоков с возможностью раздельного поблочного проектирования.

       9.2.Аспекты описаний проектируемых объектов

       Кроме иерархического описания объекта используется описание по характеру отображаемых свойств, т.е. аспектов описаний. Наиболее важными аспектами для технических объектов являются конструкторский и технологический и функциональный аспекты.

       Функциональный аспект связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте, и находит выражение в принципиальных, функциональных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их документах.

       Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функционального проектирования, т.е. с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве.

       Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, т.е. связан с описанием методов и средств изготовления объектов.

       Возможно более дифференцированное описание свойств объекта, а внутри каждого аспекта возможно специфическое выделение иерархических уровней.

       9.3.Составные части процесса проектирования

       Процесс проектирования расчленяется на стадии, этапы, проектные процедуры и операции.

       Стадии: 

· предпроектные исследования;

· техническое задание;

· эскизный проект;

· технический проект;

· рабочий проект;

· испытание;

· внедрение в производство.

       Этап проектирования - часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к одному или нескольким иерархическим уровням и аспектам.

Составные части этапа проектирования называют проектными процедурами. Проектная процедура- часть этапа, которая заканчивается получением проектного решения. Более мелкие составные части процесса проектирования, входящие в состав проектных процедур, называются проектными операциями. Например, для проектной процедуры оформления чертежа изделия проектной операцией может быть вычерчивание типового

графического изображения зубчатого венца и т.п.

       9.4.Нисходящее и восходящее проектирование

       Если решение задач более высоких иерархических уровней предшествует решению задач более низких иерархических уровней, то проектирование называют нисходящим, в противном случае восходящим.

       При нисходящем проектировании система разрабатывается в условиях, когда ее элементы еще не определены и, следовательно, сведения об их возможностях и свойствах носят предположительный характер. При восходящем проектировании элементы проектируются раньше и, следовательно, требования к системе имеют предположительный характер.

На практике, как правило, сочетают оба указанных вида проектирования.

Например, восходящее проектирование имеет место на всех уровнях, на которых используются унифицированные элементы, на остальных используется нисходящее.

 

       9.5. Внешнее и внутреннее проектирование

       При нисходящем проектировании формулировка ТЗ на разработку элементов k-го иерархического уровня относится к проектным процедурам этого же уровня. Однако разработка ТЗ на систему более высокого иерархического уровня или на систему унифицированных элементов универсального назначения является самостоятельным этапом проектирования, которое называют внешним. Соответственно, проектирование объекта по сформулированным ТЗ называют внутренним. На практике сочетание процессов внутреннего и внешнего проектирования образуют итерационный процесс корректировки ТЗ.

       9.6.Унификация проектных решений и процедур

       Использование унифицированных и типовых проектных решений упрощает и ускоряет процесс проектирования. Однако унификация целесообразна только в тех случаях, когда из сравнительно небольшого числа элементов проектируется большое разнообразие систем. В некоторых случаях(например, при многократном повторении одинаковых проектных процедур для различных объектов проектирования) возникает потребность в унификации не только самих объектов, но и собственно проектных процедур в рамках САПР.

 

       9.7.Классификация типовых задач проектирования

                             Проектные процедуры

 

                анализа                                                                                  синтеза

 

  одновариантный               многовариантный            параметрический         структурный

         анализ                                анализ                                  синтез                          синтез

 

- анализ статики                  - анализ чувствительн.  - техн.требования      -выбор принц.

- анализ динамики              - стаистич. анализ           - расчет параметров   функциониров.

- анализ частотной             - расчет зависимостей      элементов                 - выбор техн.реш.

области                             - вых. параметров            - идентифик. мат.мод. -оформл. докум.

- анализ устойчивости

 

Лекция 11

Процессов

       10.1.Проектирование на основе методов типизации

       Типовые процессы разрабатывают на основе анализа, систематизации и обобщения технологических решений, учитывают передовые достижения технологии машиностроения.

       Для данного класса деталей устанавливают так называемый обобщенный маршрут обработки. Он включает перечень операций характерный для определенного класса деталей, имеет типовую их последовательность и содержание.

       Если известно множество индивидуальных маршрутов М1, М2,..., Мn(1...n - номера индивидуальных маршрутов для группы деталей) для данной группы деталей, то обобщенный маршрут М^* может быть формально описан следующим выражением(рис.10.1)

                              М^*   = , где n->max

 

       Необходимым условием включения индивидуального маршрута в обобщенный является наличие области пересечения операций как непустого множества

 

                                       

       Важной характеристикой(критерием эффективности) формирования обобщенного маршрута является мощность пересечения множеств операций индивидуальных маршрутов/Mпер/, т.е. количество одинаковых операций, входящих в это множество без учета отношения порядка элементов (операций) множества:

                               /Mпер/=

 

       Мощность пересечения в обобщенном маршруте должна стремиться к максимуму(рис.10.2). Это будет основным условием объединения нескольких индивидуальных маршрутов в обобщенный. Тогда мощность обобщенного маршрута

            

должна стремиться к минимуму.

       10.2. Логические условия назначения операции в маршруте

       При проектировании маршрута обработки необходимо решать две задачи: определить перечень операций и последовательность их выполнения. Логическое условие выбора операций по своему назначению можно

разделить на ряд групп(рис.10.3). В общем случае логическая функция выбора k-й операции

 

                      

где Ai - условие из справочника логических условий для группы деталей;

i - количество условий, связанных конъюнкцией; j - количество сочетаний, связанных дизъюнкцией.      

 

       10.3. Формирование обобщенного маршрута

       Формирование обобщенного маршрута начитают в принципе с любого имеющегося Mi, принимаемого за базовый. В него последовательно вставляются недостающие операции всех присоединяемых Mj маршрутов.

Для этого производится поиск в базовом маршруте для каждой присоединяемой операции эквивалентных операций. Вставляемые недостающие операции занимают определенные места в базовом маршруте. Полученный маршрут принимается как очередной базовый, к нему присоединяется следующий маршрут и т.д. для рассматриваемого класса деталей.

Полученный обобщенный маршрут представляет собой перечень операций, каждая из которых имеет логическую функцию, которая определяет условия включения данной операции в индивидуальный маршрут обработки.

На рис.10.4. показана схема построения обобщенного маршрута. К базовому маршруту Mi присоединяется маршрут Mj и в результате получается обобщенный маршрут М^* . Заштрихованные области показывают эквивалентные операции, которые опреде