Цели автоматизации проектирования технологических процессов и средства их достижения

Проектирование технологических процессов (ТП) занимает центральное место в подготовке производства изделий. Технологические процессы содержат информацию о тру­довых и материальных нормативах, без которых невозможно планирование и управление производственными ресурса­ми. В середине XX века наша страна занимала лидирую­щие позиции в области разработки методологии и мето­дов автоматизации проектирования ТП В эти годы были созданы концепции проектирования типовых и группо­вых технологических процессов, сформировано понятие конструкторско-технологических элементов детали (которые впоследствии получили на Западе наименование features), разработано множество различных САПР ТП. Однако боль­шинство этих систем, созданных с использованием кус­тарных информационных технологий, прекратили свое су­ществование, как только их авторы перестали ими зани­маться. В настоящее время это направление компьютери­зации инженерной деятельности стоит на пороге революционных изменений, о которых и пойдет речь ниже.

Основная цель создания САПР ТП заключается в экономии труда технологов. Для достижения этой цели необходимо располагать средства­ми автоматизации оформления технической документации, средствами информационной поддержки проектирования и автоматизации принятия решений. В своем историчес­ком развитии САПР ТП постепенно расширяли арсенал своих средств. На первом этапе эти системы часто пред­ставляли собой специализированные текстовые редакторы, некоторые из которых были документоориентированными. С появлением баз данных появилась возможность под­держивать процесс ручного формирования ТП в таких ре­дакторах в части поиска необходимых средств технологи­ческого оснащения. Однако подавляющее большинство САПР ТП, в том числе и ныне существующих, не способны под­держивать автоматизацию принятия решений в процессе проектирования на основе технологических знаний. Су­ществует два подхода к компьютеризации знаний алго­ритмический и применяющий методы искусственного ин­теллекта.

История развития САПР ТП показала бесперспектив­ность алгоритмического подхода. При внедрении одной из первых таких систем, созданных в 60-е годы, было разработано десять технологических процессов. Заказчик принял лишь четыре из них, а остальные отверг. Разработчики пытались доказать представителям заказчика, что их алгоритмы построены правильно, но получили ответ: «Может быть, ваши алгоритмы действительно правильны, но у нас так не делают». Этот давний спор вынес по сути дела, приговор алгоритмическому подходу в САП ТП при использовании которого правила принятия решений, заложенные в системе, недоступны для формирования и изменений непрограммирующими пользователями. В наступающем веке информатики знания станут ценнейшим достоянием как физических так и юридических лиц.

Немаловажное значение среди целей внедрения САПР имеет повышение качества проектных решений. Необ­ходимо, чтобы накопленный положительный опыт на­ходил отражение в базе знаний системы и был доступен для всех, в том числе и для новых сотрудников. Для достижения этой цели нужно предоставить непрограм­мирующим носителям технологического опыта возмож­ность сохранять его в системе. Такую возможность и обеспечивают методы искусственного интеллекта.

Проводя аналогию с материальным производством, можно сказать, что в области автоматизации инженерно­го труда имеется основное производство, связанное с раз­работкой конструкторских и технологических проектов, а также планов управления, и вспомогательное производ­ство, связанное с созданием и сопровождением собствен­но программных средств. Соответственно и цели компь­ютеризации инженерной деятельности следует разбить на две группы: основные и вспомогательные. Некоторые аспекты достижения основных целей автоматизации про­ектирования технологических процессов мы обсудили выше. Но при создании современных открытых систем не ме­нее значимы и вспомогательные цели.

К числу вспомогательных целей автоматизации про­ектирования относятся, уменьшение трудоемкости раз­работки программных средств, адаптации их к услови­ям эксплуатации при внедрении, а также их сопровож­дения, то есть модификации, обусловленной необходи­мостью устранения выявленных ошибок и (или) изменения функциональных возможностей (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Вспомогательные цели компьютеризации инженерной деятельности

Средством для сокращения трудоемкости разработки программных средств является использование инструмен­тальной среды и ее мобильность. Метаинструментальная среда СПРУТ содержит полный набор инструмен­тальных средств, необходимых для разработки конструк­торских и технологических САПР. Поскольку среда СПРУТ является надстройкой над операционной системой и при­надлежит к числу систем интерпретирующего типа, она обладает свойством мобильности. Перевод среды из од­ной операционной системы в другую требует только за­мены ее ядра. При этом все прикладные системы, раз­работанные с ее помощью, переносятся на новую плат­форму без каких-либо доработок.

Средством для сокращения трудоемкости адаптации систем к условиям эксплуатации на конкретном пред­приятии являются системы управления базами данных и знаний, ориентированные на конечного пользователя. Это означает, что упомянутые системы должны быть ос­нащены языками описания и манипулирования данных, доступными непрограммирующему пользователю.

Средством уменьшения трудоемкости сопровождения СКИД является модульность, открытость и модернизируемость ее программных средств. Это обеспечивает про­стоту замены и дополнения процедур, данных и знаний.