к.т.н., профессор СПбГПУ

В настоящее время машиностроительная промышленность решает задачу реализации эффективного производства по небольшим и разнообразным заказам. Ключ к решению в создании автоматизированных, адаптируемых мелкосерийных производств, что соответствует парадигме Индустрии 4.0. Узким местом эффективной реализации мелкосерийного производства является подготовка технологической документации.
В данной статье описывается подход, уменьшающий трудозатраты на технологическую подготовку мелкосерийного производства.
Основным документом для технолога и рабочих в цехе является комплект технологической документации, в котором описана последовательность действий для изготовлении детали и необходимые средства технологического оснащения (заготовки, оборудование, режущий инструмент (РИ), установочно-зажимные приспособления и пр.).
В работе описан подход к формализации технологических процессов, скомпоновать и сгенерировать из заранее заготовленных параметризированных шаблонов документации, хранящихся в базе компонент. Любую часть изготавливаемого изделия можно формализовать в виде структуры базовых компонент. Например, в качестве компонент можно использовать геометрические части изделия, такие как цилиндры, конусы, параллелепипеды и т.п., требующие особых процедур обработки. Для шаблона операций обработки каждой компоненты зафиксированы символьные соотношения (формулы), определяющие такие параметры, как тип заготовки, материал, варианты режущего инструмента и оснастки, режимы обработки и т.п. В шаблоне также фиксируются ограничения на параметры последовательности использованных операций, на использование режима обработки в зависимости от характеристик инструмента и т.п.
Результат формализации - автоматически сгенерированный маршрут в виде MSC диаграммы, кодирующей технологический маршрут в виде последовательности макроопераций с символьными параметрами, каждую из которых необходимо реализовать в процессе изготовления детали. Адаптация символьной модели к конкретному экземпляру изготовляемой детали осуществляется при замене символьных переменных конкретными значениями переменных, задаваемых технологом в процессе формализации конкретной детали.
MSC-диаграмма дополняется результатами расчёта времени и стоимости вариантов технологических маршрутов изготовления детали, позволяет выбрать наиболее эффективный технологический маршрут.
Корректность технологических маршрутов обеспечивается в процессе символьной верификации, обеспечивающей проверку допустимых диапазонов параметров MSC-диаграммы, а также проверки корректности последовательности операций, т.е. выполнение условий применения последовательностей операций технологического маршрута.
В результате генерируется комплект технологической документации подготовки производства, в состав которго в частности входит набор операционных карт.
По оценке технологов время подготовки документации для деталей средней сложности сокращается с нескольких недель до 1-2 дней.