Актуальные проблемы расчета и конструирования машин и механизмов. Моделирование,
управление, автоматизация проектирования механических систем
________________________________________________________________________________
223
port system for the implementation of tasks of operation of transport and technological machines is
proposed.
В современных условиях любое наукоемкое предприятие, выпускающее про-
дукцию машиностроения, вынуждено постоянно искать резервы роста эффективности
производства для повышения надежности и качества выпускаемых изделий, сокраще-
ние сроков их производства. Частичной автоматизацией информационных и интел-
лектуальных процессов при выпуске новых изделий нельзя обеспечить высокий уро-
вень производства.
Наукоемкое машиностроительное предприятие имеет следующие особенности:
–
рост объема исследований предпроектной и
проектной стадий жизненного
цикла;
–
приоритетное развитие информационно-интеллектуального обеспечения про-
цессов создания и эксплуатации изделия;
–
рост кооперации между предприятиями, расширение рынков сбыта изделия и
сотрудничество предприятий, что приводит к необходимости создания единой
информационной базы.
Основной концепцией развития наукоемких машиностроительных предприятий
является технология непрерывной информационной поддержки жизненного цикла
(ЖЦ) продукции (ИПИ (CALS) –технологии) [1,2,3]. Информационное пространство
ИПИ-технологии формируется путем создания интегрированной информационной
среды (ИИС), как объединение распределенных баз данных, обеспечивающих инфор-
мационную поддержку различных этапов ЖЦ выпускаемых изделий.
Базы данных
содержат информацию о производственной среде, процессах и ресурсах предприятия,
электронный паспорт выпускаемой продукции. Все участники взаимодействующих
процессов ЖЦ изделия получают доступ к достоверной, актуальной и полной инфор-
мации [4,5]. Все этапы ЖЦ, через которые проходит транспортно-технологическая
машина МЧС могут в свою очередь быть декомпозированы на составные части. Меж-
ду этапами жизненного цикла машины происходит обмен материальными и инфор-
мационными потоками.
Модель производственной системы и модель объекта производства этой систе-
мы определяют структуру отдельной производственной системы.
Основные этапы
жизненного цикла объекта производства приведены на рис. 1.
Рис. 1.
Модель жизненного цикла изделия
НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
________________________________________________________________________________
224
Вершины графа соответствуют этапам жизненного цикла. Первый этап – пред-
проектный (А), второй этап – проектирование (D), третий этап – технологическая
подготовка производства (Т), четвертый этап – производство (Р), пятый этап – транс-
портировка (L), шестой этап – эксплуатация (С), седьмой этап – утилизация (R).
Сплошными стрелками в модели (дуги графа) показаны материальные потоки, а
пунктирными линиями (ребра графа) - информационные связи. Такая разница обу-
словлена тем, что информационные потоки при решении
различных задач циркули-
руют в разных направлениях.
При решении проектно-конструкторских задач, возникающих на этапе проек-
тирования ЖЦ, процесс перехода к формально-языковому представлению при авто-
матизации информационных процессов производства представлен в методологии
концептуального моделирования предметных задач [6]. Применение семиотического
подхода в методологии позволило сформулировать необходимость
промежуточного
этапа – процесса формирования концептуального представления процесса или задачи,
как базовое знание, на которое опирается и естественно-языковое, и формализованное
представление. Методология концептуального моделирования предметных задач,
развивая семиотический подход путем использования разных уровней абстрагирова-
ния и учета множества модельных представлений разных специалистов, обеспечивает
промышленный способ создания прикладных автоматизированных систем. Такой
способ заключается в создании первоначально концептуальной модели предметной
задачи на трех уровнях абстрагирования, а затем в формировании совокупности отоб-
ражений прикладных задач в виде формализованных моделей. Предлагаемая методо-
логия позволяет создавать,
обрабатывать, анализировать и интегрировать знания о
предметных задачах, описываемых моделями с унифицированным представлением.
Разработанные общие принципы концептуального моделирования проектно-
конструкторских задач позволяют приступить к созданию инструментария по интел-
лектуальной поддержке процесса проектирования [7]. Основой разработки должна
стать база знаний проектных задач. Представление и интеграция знаний в интеллек-
туальной системе обеспечит единообразную интерпретацию на основе единого кон-
цептуального
представления.
На
этапе
эксплуатации
ЖЦ
транспортно-
технологическую машину МЧС можно представить полихроматическими множе-
ствами и графами [8, 9]. Ее структура задается синергетическим полихроматическим
множеством вида
[ ]
(1)
где
А
– состав элементов транспортно-технологической машины,
F
(
A
) –
состав
свойств элементов транспортно-технологической машины, [
F
(
A
)x
F
(
A
)] – булева мат-
рица, определяющая взаимосвязи между свойствами. При проектировании современ-
ных многофункциональных машин МЧС используются инновационные подходы: мо-
дульный принцип агрегирования шасси и технологического оборудования, использо-
вание узлов и систем, как отечественных, так и зарубежных машин [10]. Проведем
классификацию свойств с целью определить специфику
конкретной предметной об-
ласти табл. 1.
