ZE SZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ
Seria : ENERGETYKA z. 65 Nr kol. 561
________ 1978
Tadeusz KLIMEK, Teodor WI NKLER Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn
ME TO DA KOMPLEKSYFIKACJI PROCESÓW PROJEKTOWANIA, KO NSTRUOWANIA I PR ZY GOTOWANIA W Y T W AR ZA NI A DLA PRZYPADKU KONSTRUKCJI KOMPILOWANYCH
St re s z c z en ię. Referat dotyczy komputerowego wspomagania i kom- pleksyfikscji p r o c e s ó w : projektowania, konstruowania i przygotowa
nia wytwarzania na przykładzie zunifikowanych suwnic pomostowych.
Metoda automatyzacji procesu pr oj ek t o w o - k o n s t r u k c y j n e g o , którego przedmiotem jest konstrukcja kompilowana, opiera się w głównej mie
rze na procedurach doboru. Do r o z w i ę z a m a tego typu zadania w y k o rzystano tablice decyzyjne traktowane jako narzędzie programowania.
1. W p r o w a d z enie
W dziedzinie konstrukcji i wytwarzania maszyn typowych często dochodzi do zderzenia dwóch przeciwstawnych tendencji: zaspokojenia praktycznie wszystkich Życzeń klientów przy pomocy zbioru o niewielkiej liczbie ele
mentów i zespołów typowych.
Klasyczne rozwiązanie sposobem kombinatorycznego składania całego środ
ka technicznego z typowych zespołów i elementów prowadzi do dużej praco
chłonności procesów projektowania , konstruowania i przygotowania procedur wytwarzania. Możliwości ponownego wykorzystania raz opracowanej konstruk
cji są niewielkie ze względu na dużą liczbę zróżnicowanych rozwiązań i brak metodycznego sposobu ich przeszukiwania.
Typowe środki techniczne bardzo często opisane są konstrukcję kompilo
waną. Oparta jest ona na doborze elementów, podzespołów i zespołów kon
strukcji już znanych.
2. Przesłanki komplensyfikacji
Proces projektowo-konstrukcyjny, realizowany w wytwórni maszyn typo
wych, cechuje ścisłe powiązanie z procesami wv«tępujęcymi przed nim i po nim.
Zróżnicowanie życzeń klientów i ograniczony zbiór elementów, podzespo
łów i zespołów typowych powodują wytwarzanie jednostkowe lub mełoseryjne oraz znaczną powtarzalność zadań realizowanych w działach i wydziałach wytwórni.
66__________ T, Klimek , T. Winkler
Trudności na rynku pracy i ograniczenia wzrostu zatrudnienia przy cię
gle wzrastających zadaniach wytwórczych sę przyczynę wprowadzania automa
tyzacji wytwarzania. Wytwarzanie jednostkowe bądź m a ł o s e r y j n e , z wy korzy
staniem wszystkich możliwości jakie daje typoszereg, czyni szczególnie opłacalne stosowanie obrabiarek numerycznie s t e r o w a n y c h , automatów do cię
cia i spawania itp. Wprowadza to duże z m ia ny w tradycyjnym sposobie opra
cowywania procedur wytwarzania i powoduje przemieszczenie szeregu czynno
ści wykonywanych dotychczas w dziale "technologicznym" - z niego, do dzia
łu "konstrukcyjnego". W pierwszym rzędzie dotyczy to postaci dokumentacji konstrukcyjnej, która spełniać odtęd powinna wymóg prostego uzyskiwania danych do projektowania procedur wytwarzania.
Pcstępujęca w ostatnim czasie komputeryzacje takich dziedzin jak: ”za
opatrzenie materiałowe" , "zarzędzanie procesem wytwarzania" wymaga nie tylko zmienionego obiegu dokumeritów, lecz również automatycznego przej
ścia informacji z procesu poprzedzającego do procesu nasiępujęcego. W i ę k szość tych informacji uzyskiwana jest przy tym w precesie projektowo-kon
strukcyjnym.
Wymienione okoliczności przekonuję nie tylko o słuszności komputerowe
go wspomagania, pozornie prostego w rozpatrywanym przypadku, procesu pro
jektowo-konstrukcyjnego zunifikowanych środków technicznych lecz również o konieczności jego kompleksyfikacji z innymi procesami realizowanymi w wytwórni (rys. l ) .
Przyrost PRZEBIEG
Rys. 1. Przyrosty informacji uzyskiwane w poszczególnych procesach
Proces pr oj ektowo-konstrukcyjny sam wyraagajęcy p e w n e j , względni® małej ilości informacji wejściowej, prowadzi do jej wzrostu dokonywanego dalej w procesach następnych. Oddzielne automatyzowanie procesów następujęcych po procesie pr ojektowo-konstrukcyjnym wy ma ga ło by ponownego zakodowani?
dużej ilości Informacji uzyskanej w tym procesie. Wprowadzajęc wspomaga
Metoda koropleksyfikacjl procesów projektowania. 67
nie komputerowe już w fazie analizy opisu po trzeby i integrując procesy, uzyskujemy w wyniku zintegrowanego, automatycznego przebiegu duży przy
rost informacji przy utrzymaniu niewielkiej jej ilości na wejściu.
W związku z powyższym okazało się celowe opracowanie metody i systemu stanowiących podstawę kompleksyfikacji wspomaganych komputerowo procesów:
pr oj ek to wo-konstrukcyjnego i przygotowania wytwarzania.
3. Koncepcja systemu
Ko mpleksyfikacja ws po mnianych procesów wymaga uprzedniej ich au tomaty
zacji. Stwierdzono, że dla przypadku konstrukcji kompilowanych algorytmy wy mi en io ny ch procesów można zapisać, wykorzystując tablice decyzyjne zwa
ne dalej tablicami wyboru. Tablica wyboru to tabelaryczny z-jpis relacji:
"Deżeli spełnione sa pswne warunki, to następuję przyporządkowane im czyn
n o ś c i ”. Tablice wy bo ru są jednocześnie dogodnym narzędziem dla celów prze
twarzania komputerowego.
Przy opracowaniu koncepcji systemu przyjęto następujące założenia:
1) w pamięci maszyny przechowywany jest sposób dochodzenia do rozwią
zania a nie pojedyncze, wcześniej Już opracowane rozwiązania:
2) wyjścia z automatycznie realizowanych procesów oprócz tego, że sta
nowią dokumenty wynikowe, są jednocześnie wejściami dc procesów następ
nych ;
3) formalizacja zapisu konstrukcji oparta jest na oddzieleniu stałej postaci konstrukcyjnej !~1 od zmiennego układu wymiarów W;
4) przetwarzanie odbywa się w trybie wsadowym, przy wykorzystaniu bazy danych o elementach, podzespołach i zespołach typowych oraz o procesie technologicznym.
Przetwarzanie wstępne daje w rezultacie wyjście w postaci wydruków w y kazu zleceń na maszyny typowe i zbiorczego wykazu zespołów, podzespołów i elementów zunifikowanych. Stanowi to podstawę harmonogramu działania w y twórni. Grupowanie zleceń wybranych do realizacji, odbywające się poza komputerem, jest wejściem do zasadniczej części przetwarzania zleceń (ry
sunek 2).
W rezultacie otrzymuje się wydruki odpowiednio rozmieszczonych układów wymiarów, które po złożeniu z matrycowym rysunkiem zestawieniowym (spo
rządzonym na folii) tworzą kompletny zapis konstrukcji ma szyny typowej.
Przygotowany album uogólnionych rysunków z wymiarami otwartymi zostaje (dla każdego zlecenia) uzupełniony o wydruki tych wy mi ar ów wraz ze ws ka
zaniem wybranych wari an tó w wykazu elementów.
Dzięki informacjom z bazy danych pr ogramy przygotowują wydruki wykazów zestawień materiałowych. Kwity materiałowe zostały zaprojektowane w po
staci kart perforowanych tżw, kart dualnych. Podobnie jako korty dualne zaprojektjwano "karty p r a c y ” , których sporządzenie jest możliwe dzięki
63 T. Klimek, T. Winkler
/
£
Daneo p o t r z e b i e
c r c Dane k a t a l o gowe o su w n i
c a c h typ o w ych
P r z e t w a r z a n ie " w s t ę p n a w s z y s t k i c h z le c e ń
£ _ J Baza 1 danych
Karty wybra
nych zleceń
/
r
o procesie lologiezny®
Układ wymiarów ze wskazaniem wariantu wyka
zu elementów /uzupełnienie
albumu/
Układ wymia
rów/do złoże
nia z matry
cowym rys.
z9etawianio-_
w y m
Wykazy zesta
wień materia
łowych
Kwity materiałowe
Karty pracy /z operacja®!
technologicznymi/
&
- I -
, Programys I "gospodarki I i materiałowej?.u
i I
r P r o g r a m y » i O p ł a c ę " . . . i
1 i
I i
Rys. 2. Ogólny model przetwarzania
Metoda korapiekayfikacji procesów projektowania. 69
wczytaniu danych o procesie technologicznym. Dualność kart (kwitów mate
riałowych i kart pracy) zasadza się na tym, że są one zarówno maszynowymi nośnikami informacji jak i nośnikami informacji wprowadzanych na nie ręcz
nie .
4. Przykładowe rOZw i ązanie p r a k tyczne
Ola praktycznej realizacji systemu opartego na powyższej koncepcji w y brano przykładowo wytwórnię suwnic z u n i f i k o w a n y c h ,
Dokonana ko mpleksyfikacja obejmuje proces projektowo-konstrukcyjny i proces przygotowania procedur wytwarzania dla ustroju nośnego tych suwnic.
Został utworzony kompleks 14 programów przetwarzanych pod nadzorem sy
stemu op er acyjnego "GEORGE".
Spis programów przedstawia się następująco:
1. "Załadunek i sortowanie wewnętrzne".
2. "Kontrola".
3. "Sortowanie wewnętrzne i kontrola", 4. "Załadunek bazy danych".
5. "Dobieranie zespołów i elementów zunifikowanych".
6. "Sporządzanie wy ka zu zespołów z u n i f i k o w a n y c h " . 7. "Scalanie i dobór zleceń do wykonania".
8. "Obliczenie i wy druk wymiarów otwartych ze wskazaniem wariantu w y kazu elementów".
9. "Opis rysunku zestawieniowego".
10. "Obliczanie ciężarów i liczby sztuk elementów".
11. "Sortowanie wg indeksu".
12. "Sumowanie i wydruk".
13. "Załadunek tablic technologicznych".
14. "Dobór czasów trwania operacji".
5. Wnioski
Utworzona została metoda opracowywania zintegrowanych systemów w s p o maganego komputerem projektowania, konstruowania i przygotowania wytw a
rzania przy użyciu tablic decyzyjnych (rys. 3).
Istota me tody polega na sporządzaniu programów komputerowego doboru zespołów, podzespołów i elementów zunifikowanego środka technicznego.
An al og ic zn y program dobiera automatycznie procedury procesu wy tw ar za
nia (technologicznego). Realizacja doboru odbywa się przy pomocy programu (lub programów) zawierających szereg tablic wyboru.
Użycie me to dy - w celu opracowania systemu - prowadzi do praktycznego skrócenia przedziału czasu upływającego od chwili wprowadzenia danych o
70 T. K l i m e k , T. Winkler
Rys. 3. Uogólniony opis metody
Metoda kompleksyfikacj i pr ocesów projektowania. 71
potrzebie do chwili automatycznego uzyskania zapisów informacji będęcych podstawę wytwarzania (rysunki wykonawcze, wy ka zy elementów, wykazy opera- cji technologicznych, kwity materiałowe, karty pracy).
Zanegowanie zasady przechowywania indywidualnych rozwięzań i przyjęcie zasady każdorazowego, automatycznego dochodzenia do niego pozwala w pro
cesie przetwarzania zakodować tylko sam sposób. Jest on zapisany w pro
gramach przy użyciu tablic wyboru.
Uniezależnienie algorytmów od bazy danych, danych katalogowych i opisu procesu technologicznego pozwala zmieniać i rozbudowywać konstrukcje ty-, p o s z e r e g u , jego wi elkość (liczebność) i sposób wytwarzania.
M ETO# KOMIUIEKCKOHKAHHH KPOLIECCOB KPOEKTHPOBAHHfl, KOHCTPyHPOBAHHil H nO#rOTOBKH IIPOUECCA H3TOTOBJIBHHH B C Jiy ^ A E KOMIUMHPOBAHEHX KOHCTPyKIiMii
P e 3 S3 m e
P a ć o T a n ocB am eH a npoÓJieMe p e n e H u a H H TerpsiposaHHKx n p o ite c c o B S n p o e K T a p o - B a H M , KOHCTpyHpOBaHHS H nOflrOTOBKH npOH3BOflCTBa npH nOMOiąH 3BM. OÓaaCTŁ npHMeHeHHa p e 3 y j ib T a io B p a ó o i u - yHH$HiiHpOBaHHHe M O cioBtie KpaHH. npHMeneH M e io s aBTOM aiH3HpoBaHHoro npoeK inpoB aH H .fi KOHCipyKumi H3 soM njieK iyjoąH ż y 3 - jiob h BJieMeHTOB, KOiopHfi 3 a K J i» a a eT ca 1'jiaBHHM o S p a 3 0 u b n p o iie n y p a x B H óop a.
P em eH ae 3 a ^ a q l a K o r o p o n a ocH O Bano Ha HcnojiŁ 3 0BaHHH "TadJiHii B a d o p a " , noHH- MaeMux KaK cp e sc T B O nporpaM M npoBaH nn.
A M E T H O D OF INTEGRATED DESIGN , CONSTRUCTING A N D MANUFACTURING PLANNING PROCESSES FOR COMPILED CONSTRUCT SOLUTIONS
S u m m a r y
This article describes integrated computer - aided design, construct
ing and manufacturing planning processes. Unified bridge cranes are taken into consideration as an example of possible application area.
The method of Automated Design Engineering was introduced for compiled construct solutions.
Decision Tables were used as a tool and a special problem oriented luri- guage for data processing system has been accepted to meet the particular needs.
