Графовая автоматизированная информационно-модельная идентификация проектного раздела

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Графовая автоматизированная информационно-модельная идентификация проектного раздела

В.Б. Немтинов, В.Ю. Сериков

В рамках жизненного цикла изделия проанализирован процесс этапно-модельного синтеза дифракционного лазерного фурье-толщиномера для измерения толщины крупногабаритных оптических линз. Исследован ансамбль автоматизированных информационных систем, применяемых в процессе проектирования.

На современном уровне развития технологии изготовления линз особое значение приобретает проблема измерения толщины крупногабаритных оптических деталей с погрешностью 1 мкм. Для её решения возникла идея создания принципиально нового средства измерения и контроля на основе метода, опирающегося на оптическое дифракционное фурье-преобразование. В настоящее время требования к охране природы и ресурсосбережению при разработке и апробации нового прибора должны осуществляться в рамках реализации жизненного цикла продукции (ЖЦП). При этом ГОСТ Р 53791-2010 на стадии жизненного цикла производственно-технического назначения введён только с 01.01.2011 г. В нём хотя и говорится о полном жизненном цикле продукции, но определение цикла, которое требует обратных связей, отсутствует. В то же время цикл представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов изменения состояния продукции при её создании, использовании (эксплуатации) и ликвидации (с избавлением от отходов путём их утилизации и/или удаления) с учётом межэтапных обратных связей и взаимного замыкания ликвидационного и постановочного этапов. В статье для идентификации аспектов ЖЦП используются графовые прямые и обратные межэтапные связи между классификационными категориями ветвления и моделями оптико- и лазерно-электронной системы (ОиЛзЭлнС). Графовые связи впервые введены в докторской диссертации В.Б.Немтинова [1] в 2004г. на основе инженерно-графовой методологии этапно-модельного синтеза (ЭМС) в рамках структурной теории (СТ) ОиЛзЭлнС. Дополнительно ансамбль графовых межэтапных моделей [2-4] расширен в 2008 - 09гг.

Создание нового прибора и анализ его свойств являются трудоёмкими задачами. Накопленный опыт построения технических объектов в рамках СТ показывает, что в основе решений этих задач лежит простая каноническая каскадно-этапная орцепь ЭМС арности 12, трансформируемая в каскадно-этапный орцикл ЦК₇₅^ЭМС объектно-технического проектирования (рис. 1). Орцепь содержит два раздела. Раздел GI₇^ЭМС состоит из семи вершин-этапов: 1₁₂ - документно-постановочный (ДтПост); 2₁₂ - документно-схемный (ДтСх); 3₁₂ - структурно-поведенческий математический (СтрПоведнчМатем); 4₁₂ - компьютерно-предметный (КмптрПредм); 5₁₂ - компьютерно-математический (КмптрМатем); 6₁₂ - документно-конструкторский (ДтКонстр); 7₁₂ - документно-технологический (ДтТехнлг) (рис. 2 и 3). Раздел GII₅^ЭМС из пяти вершин-этапов: 8₁₂ - подготовительно-производственный; 9₁₂ - изготовительный; 10₁₂ - экспериментальный; 11₁₂ - эксплуатационный и 12₁₂ - ликвидационно-прогностический, в статье не рассмотрен.

Этапы задают методологию ЭМС, служащего ядром СТ. Синтез является концептуально-графовым математическим прообразом процессов разработки и апробации приборов и устанавливает модельные связи между системой и прибором. Физико-технический смысл ЭМС состоит в последовательном прохождении этапов орцикла ЦК₇₅^ЭМС и наполнении их моделями на основе [5] за счёт введения прямых и обратных рёберных связей между этапами и моделями (рис. 4).

дифракционный лазерный линза толщиномер

С помощью графовой модели ЖЦП проектирование фурье-толщиномера проводится в рамках первого раздела GI₇^ЭМС ЭМС, состоящего из семи вершин-этапов, которые визуализируют септарную орцепь, задающую инженерно-технический закон проектирования (рис. 3). В результате идентификации моделей, применяемых на 3_12, 4₁₂ и 5₁₂ этапах синтеза (рис. 2), установлена связь этих этапов с автоматизированными информационными системами (АИС). Как следует из рис. 4, АИС используются для моделирования процессов проектирования, маркетинговых исследований и подготовки производства лазерно-электронного фурье-толщиномера в результате реализации гиперрёберных вершин-шагов концептуально-орграфового модельного септарного ПРОЕКТ-ОБРАЗА (рис. 2 и 3) в виде графового орцикла ЦК₇₅^ЭМС (рис. 1).

Автоматизация этапов проектного раздела GI₇^ЭМС жизненного цикла промышленной продукции от документно-постановочного 1₁₂ до документно-технологического 7₁₂ этапа осуществляется с помощью ансамбля АИС [5], задаваемого графовой целевой функцией: автоматизированного проектирования (СAECAD); подготовки техпроцесса производства (CAM); управления цепями поставок (SCM); планирования ресурсов предприятия (ERP); управления данными об изделии (PDM); управления жизненным циклом (PLM); управления взаимоотношениями с клиентами (CRM); планирования потребности в материалах (MRP-2).

В частности на первом документно-постановочном этапе 1₁₂ для маркетинговых исследований применяются системы CRM, ERP, SCM, MRP-2, PLM.

На четвёртом 4₁₂ и пятом 5₁₂ компьютерных этапах согласованы возможности выбранной ЭВМ с имеющимся программным обеспечением. Идентифицирована расчётная компьютерная математическая модель и выполнены габаритный и аберрационный расчёты с использованием программ ZEMAX и MathCAD.

На шестом документно-конструкторском 6₁₂ этапе для разработки конструкции прибора и её элементов используется AutoCAD. Результат этой работы - готовый комплект конструкторской документации.

На седьмом документно-технологическом 7₁₂ этапе подготовки производства могут быть использованы системы CAM; PDM; PLM. Так для деталей сложной конфигурации, изготавливающихся в ЛЗОС на пятиосевом обрабатывающем центре с числовым программным управлением (ЧПУ), разрабатывается технология их изготовления с применением программ ADEM, SolidWorks.

Литература

1. Немтинов В.Б. Докторская диссертация на тему "Структурная теория и математическое моделирование ОиЛзЭлнС" 2004 // http://www.dissercat.com/content/strukturnaya-teoriya-i-matematicheskoe-modelirovanie-optiko-i-lazerno-elektronnykh-sistem#ixzz2stxrYkAa

2. Немтинов В.Б. Модельные факторы структурной теории оптико- и лазерно-электронных систем // Электронный журнал "Наука и образование: электронное научно-техническое издание". - № 0420800025/0016, вып. 4 (2008). 2008 // http://technomag.edu.ru/doc/89026.html

3. Немтинов В.Б. Моделирование и факторизация процессов разработки и исследования оптико- и лазерно-электронной системы. // Лазеры в науке, технике, медицине: Сб. научных трудов XX Межд. НТК. Т. 20. М., 2009. С. 11-19.

4. Немтинов В.Б., Сандригайло А.Ю. Инженерно-графовые методики проектирования, изготовления, экспериментальных испытаний и эксплуатации оптико-электронного прибора как реализации полного модельного синтеза системы // Лазеры в науке, технике, медицине: Сб. научных трудов XX Межд. НТК. Т. 20. М., 2009. С. 20-24.

5. . Норенков И.П. Автоматизированные информационные системы: учеб. пособие / - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2011. - 342с.

Размещено на Allbest.ru