Министерство образования и науки российской федерации
Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образованияМосковскийгосударственный университет дизайна и технологииНовосибирскийтехнологический институт
Московского государственного университета дизайна итехнологии
РЕФЕРАТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Системы АвтоматизированногоПроектирования
На тему: «Подсистемытехнологической подготовки производства обуви. Цели и задачи»
Выполнила: студентка гр.О-61
Питалева Ольга
Преподаватель:
Степанов Б.Ф.
Новосибирск 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.Подсистема конструкторской подготовки
2.Подсистема технологической подготовки
3.Подсистема управления предприятием
Списокиспользованных источников
Введение
Под техническойподготовкой производства (ТПП) понимается комплексвзаимосвязанных работ по конструированию, совершенствованию и выпуску новыхизделий, а так же мероприятия, направленные на повышение качества, надежности,долговечности изделий, находящихся в производстве.
Обувное предприятиеможно представить в виде системы, состоящей из трёх подсистем:
1.Подсистемаконструкторской подготовки
2.Подсистематехнологической подготовки
3.Подсистема управленияпредприятием
Рассмотрим болееподробно каждую из подсистем.
технология подсистемапроизводство обувь
1. Подсистемаконструкторской подготовки
Цель функционированияподсистемы конструкторской подготовки производства можноопределить как изготовление всей необходимой конструкторской документации иобразцов для обеспечения выпуска обуви требуемого ассортимента,регламентированного качества и соответствующей современному направлению моды.
В подсистемеконструкторской подготовки решается девять крупных задач:
1.составление заданияна проектирование и сбор исходной информации (ГОСТы на материалы и обувь,сведения о типовых конструкциях, об опыте внедрения новых технологическихпроцессов, оборудования и др.);
2.создание рисункамодели в соответствии с направлениями моды;
3.анализ новизны моделив сравнении с ранее созданными и хранящимися разработками в архиве (банкеконструкторских данных);
4.получение развертокбоковой поверхности колодки и проектирование деталей обуви;
5.подготовка шаблоновдеталей для среднего размера с последующим изготовлением шаблонов всоответствии с размерно-полнотными шкалами;
6.анализ конструкции натехнологичность и проверка на соответствие ГОСТу;
7.изготовление опытнойпары обуви;
8.изготовление полнойконструкторской документации;
9.утверждение образцовна художественном совете предприятия и отрасли.
Входную информацию длярешения отдельных задач этой подсистемы можно условно разделить на две группы:первая — поступающая извне, не формирующаяся в системе, вторая – формирующаясяв системе.
К первой группе можноотнести такую информацию, как технико-экономические условия на проектирование.
К информации, образующейсяв системе, относятся сведения о ранее изготавливавшихся моделях и их опробованияна соответствие моде, о контурах детали, средней копии колодки, озапроектированных деталях, их площади, об изменении или корректировке деталейпосле их проектирования и изготовления, о готовых шаблонах деталей, оконструкторской документации. С позиции количества информации, функционирующейв этой подсистеме, она наиболее насыщена, поэтому большое значение имеетправильная организация обработки данных. Начиная с третьей задачи, конструкторскаяинформация несколько раз анализируется на оригинальность, отсеиваетсядублирующая, определяется соответствие моделей требованиям ГОСТа, условиямизготовления на производстве.
Уже разработаны задачиконструкторской подготовки обуви, основывающиеся на использованииматематической модели поверхности колодки, позволяющей получить конструкторскиерешения более высокой точности, с меньшими затратами труда, средств иавтоматизировать процесс конструирования обуви. Эту задачу решают с помощьюметода группового учета аргументов (МГУА), разработав алгоритмы и программы,базирующиеся на самоорганизации математических моделей.
На основании такихалгоритмов предлагается решать задачу оптимального математического описанияповерхности колодки с помощью ЭВМ по небольшому числу сечений. При этомсоздаются предпосылки для решения задач по проектированию деталей, серийномуградированию и других без разработки копии боковой поверхности колодки.
Имея математическиеописания поверхности колодки за ряд лет, можно на основе теории самоорганизациисоставить прогноз и получить с помощью графопостроителя чертежи, показывающиединамику, историю изменения фасонов колодки и контуров обуви, а также моделибудущих лет.
Для полученияматематической модели поверхности колодки предлагается метод, алгоритм ипрограмма работы ЭВМ ЕС-1020 на языке PL/1.Суть метода состоит в том, что одним из известных приемов определяют небольшоеколичество поперечно-вертикальных сечений колодки. Затем с помощью этих сеченийопределяют закономерность изменения контуров колодки и получают по программелюбое большое количество промежуточных сечений, а значит, описание положениякаждого элемента поверхности колодки по всей ее площади.
При решении примера наЭВМ были получены коэффициенты «частных» описаний пучковой части поверхностиколодки. Остальные части колодки описываются аналогично. Сумма всех описанийсоставляет описание поверхности колодки. Этим методом была получена перваяматематическая модель колодки, с помощью которой можно более просто решатьзадачи проектирования обуви, начиная с получения «машинного» рисунка обуви икончая разработкой всех её деталей.
Как в нашей стране, таки за рубежом созданы и используются несколько алгоритмов и программ решениячетвертой задачи – получение развертки боковой поверхности колодки ипроектирования деталей обуви.
В связи с применением иалгоритмическим оформлением старых, «ручных» методов точность получаемойграфической информации не увеличилась, однако благодаря быстродействию расчётовна ЭВМ получен выигрыш во времени проектирования, экономический эффектприменения ЭВМ достигается именно за счет сокращения сроков машинногопроектирования по сравнению с проведением работ вручную.
При правильномиспользовании возможностей ЭВМ целесообразно разработать принципиально новыеметоды получения исходной информации о поверхности колодки, необходимой дляпроектирования деталей, с меньшими затратами средств, времени, труда.
В настоящее время впроцессе проектирования обуви определяются укладываемость, материалоемкость,трудоемкость новых моделей, проверяется соответствие их допустимым нормам.
Технологичностьзаготовок верха обуви определяют по следующим показателям:основным–трудоемкости, материалоемкости; вспомогательным -количеству деталей,длине линий соединения деталей внахлестку ниточными и клеевыми швами и др.Однако и эти отдельно рассматриваемые показатели еще не позволяют осуществитьвсестороннюю оценку технологичности. Эту проблему можно решить при подготовкеследующих задач:
1) выделение основныхпоказателей для проведения комплексной оценки технологичности моделей обуви;
2) определение методоврасчета каждого отдельного показателя;
3) создание методикирасчета комплексного показателя технологичности, подготовка алгоритмов ипрограмм его подсчета на ЭВМ.
2. Подсистематехнологической подготовки
Под термином«технологическая подготовка производства» обычно понимают формированиенеобходимой информации о последовательности и содержании работ по обеспечениюпроизводства изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объемевыпуска и затратах.
Цель функционированияподсистемы заключается в создании всей технологическойдокументации о последовательности и содержании работ по изготовлениювысококачественной обуви в количестве и ассортименте, определенном на оптовойярмарке, при минимально возможных затратах на ее изготовление в установленныесроки.
В число задач,выполняемых при технологической подготовке обувного производства, входятмноговариантные задачи с оптимизационными элементами, например задачи по выборутехнологического процесса, определению параметров технологии операций и расчетуоптимального ассортимента обуви. Все эти задачи, в решении которых имеютсятворческие элементы.
При составлениитехнологического процесса производства, а также при разработке операционнойтехнологии перед инженером стоит задача выбора одного варианта из некоторогомножества. Технолог в зависимости от ряда ограничений выбирает один процесс изнекоторого возможного их числа и определяет кратчайший путь для достиженияцели, оптимизируя при этом какой-либо показатель или их группу.
Это типичнаямноговариантная оптимизационная задача, в решении которой имеется эвристическоеначало. Такие задачи относятся к творческим.
При решении творческихзадач с помощью ЭВМ необходимо каждый раз заново составлять математическуюмодель и разрабатывать алгоритм решения проблемы, так как использовать дляпроизводства обуви ранее разработанные алгоритмы по составлению процессапроизводства какого-либо другого продукта нельзя. Алгоритмы создают, используямодель деятельности технолога в конкретных условиях, на основе программырешения проблемы.
Известно, что такимпроблемам в рамках некоторого их множества присуща единая логическая структура.Процесс мышления человека при постановке и решении проблем осуществляется наоснове общих логических законов, которые можно описать формальным языком. Вотэти логические законы и образуют общую программу решения. К ним относятсятеории исследования операций и системный анализ, которые можно использовать длярешения многих проблем.
Необходимостьсоставления нового алгоритма для решения каждой задачи возникает вследствиетого, что с помощью одной только общей программы решения нельзя решить ни однойконкретной задачи.
Каждая задача наряду собщими структурами имеет и свою специфику, которая требует также особых форманализа и синтеза и других логических методов, причем каждый раз, как анализ,так и синтез проводятся на особых, отличающихся друг от друга этапахисследования. Поэтому для решения каждой группы сходных задач или новой задачидолжна быть составлена ещё и специфическая программа решения. Наличие именноэтой специфической программы вызывает необходимость каждый раз составлять длярешения различных задач новые алгоритмы. Общая и специфическая программысовместно образуют программу решения проблемы, с помощью которойразрабатывается алгоритм.
Кроме задач, имеющихтворческие элементы, в подсистему технологической подготовки обувногопроизводства входит и ряд расчетных задач – определение необходимого числарабочих, оборудования и материалов. Для того чтобы получить полнуютехнологическую документацию, необходимо выполнять расчет себестоимости обуви.
Таким образом, притехнологической подготовке обувного производства инженер решает творческиезадачи и несколько, часто повторяющихся, расчетных задач. Для автоматизации ихрешения необходимо разработать теорию, создать математические модели, алгоритмыи только после этого использовать для работы ЭВМ. Постановке и решению этихзадач способствовало значительное расширение ассортимента обуви.
Необходимо, чтобыметоды технологической подготовки совершенствовались. Этому способствует нетолько постоянно возрастающее количество выпускаемой обуви новых моделей, но исовершенствование методов проектирования, повышение качества принимаемыхрешений типизация технологических решений, гарантирование оптимальностисоставленных проектов.
Необходимо превратитьтехнологию производства обуви из науки описательной в набор формализованныхправил, т.е. разработать формализованную теорию технологии обуви.
Для формализованногоописания проектных работ необходимо принять широкоизвестное определение, чтофункцией технологического процесса является преобразование исходного материалав готовое изделие. Тогда проектирование технологического процесса можнопредставить как формирование управляющего воздействия в системетехнологического управления. В этом случае становится возможным применениекибернетического подхода, с помощью которого проводятся анализ и выявление закономерностейуправления.
Такая постановка задачипроектирования позволяет применить общую схему задачи управления с обратнойсвязью:
/>
Рисунок 1 – Общая схемазадачи управления (блок-схема процесса технологического решения)
На схеме штриховойлинией ограничено управляющее устройство, разрабатывающее оптимальныйтехнологический процесс производства Ропт (выходная информация). Эта информациясоздается на основе входной информации об обуви З=Зо, …, Зк и техническихусловий (стандартов) ее изготовления Cn=C1,…,Cn.
В соответствии стеорией управления, в каждой системе имеются случайные воздействия (СВУ)окружающей среды как на управляющее устройство, так и на объект управления(СВО). Примером случайных воздействий на управляющее устройство может бытьразработка нового метода крепления низа обуви, ранее не предусмотренного в зоневозможных технологических решений.
В зону возможныхтехнологических решений Рв входят все ранее разработанные варианты технологическихрешений, имеющиеся в архивах предприятий и научно-исследовательских институтов.В зону допустимых решений Рд входят наборы технологических решений, с помощьюкоторых можно изготовить обувь с предусмотренным конструктором свойствами Зк.
После введения вуправляющее устройство входной информации Зк, Cnиз зоны возможных формируется зона допустимых технологических решений. Наследующем этапе на основе информации Зк, Cnи зоны Рд (клеевая затяжка) выбирается один вариант Ропт, например, трехоперационныйс использованием отечественного оборудования ЗНК, ЗПК, ЗГК.
Обратная связь всистеме осуществляется путем передачи от управляемого объекта в управляющееустройство информации об опыте реализации оптимального решения. Примеромобратной связи служит широко практикуемое на фабриках пробное изготовлениенового образца обуви в производственных условиях с последующей корректировкойтехнологического процесса и самого образца.
Всю задачупроектирования можно сформулировать так: необходимо из пространства возможныхтехнологических решений выделить оптимальную точку реализации решения Ропт.
В связи с тем, чтосистема моделей разрабатывается для проектирования технологического процесса,выбора оборудования, подсчета необходимого количества материала и др., в первуюочередь следует составить математическую модель технологического процесса.Предлагаемая общая методика предусматривает, прежде всего, применениесистемного анализа проблемы. Далее, в связи со сложностью разработкипрограммированного метода, необходимо разделить процесс проектирования на рядуровней и заем выделить на каждом уровне более простые подзадачи с последующейвзаимной оптимизацией их решений.
Укрупненный вариантвыбора рационального варианта технологического процесса на первой и второйступенях оптимизации показан на схеме.
/>
Рисунок 2 – Укрупненныйалгоритм выбора рационального технологического процесса.
По этому алгоритму быларазработана программа выбора оптимального технологического процесса. Приподготовке исходной для проектирования информации эти работы были выполненыцентрализованно в научной лаборатории и в формализованные записи внесены ужеоптимизированные варианты процессов производства. Вторая ступень – количествооборудования.
Эту часть оптимизацииможно выполнить с помощью ЭВМ, без участия составителя технологическогопроцесса, на основе необходимо исходной информации, подготовленнойисследовательской лабораторией. Так, заранее в память ЭВМ вводят данные о наличииоборудования на каждой фабрике.
Предлагаемый методпрограммированного выбора технологических процессов и путь оптимизации самоговыбора позволяют при общих затратах времени составителя технологии 5-10 мин и10 мин времени ЭВМ получить полный перечень оптимального технологическогопроцесса производства обуви, а также числа рабочих, оборудования и материалов,необходимых для этого. Таким образом, разработанное с учетом современныхнаправлений науки управления программное обеспечение позволяет решать оптимизационныезадачи технологической подготовки производства практически для подавляющегобольшинства предприятий, за исключением тех, которые изготовляют специфические видыобуви, дает возможность получить существенный экономический эффект и быстроокупить расходы на создание системы управления.
3. Подсистемауправления предприятием
Технологи напредприятиях обычно осуществляют контроль за реализацией задач техническойподготовки производства, из которых можно выделить следующие основные задачи:
1. Расчет и учетнеобходимого количества материалов для обеспечения выпуска готовой продукции всоответствии с графиком.
2. Координация вовремени работы агрегатов, цехов, участников.
3. выбор оптимальныхрежимов работы оборудования и контроль за их соблюдением.
4. Учет и принятие мерпо обеспечению ритмичной работы цехов и оборудования, устранение аварийныхсостояний, снижение брака и отходов.
В зависимости отструктуры предприятий количество и состав задач могут меняться.
Входной информацией длярешения указанных задач являются сведения, поступающие их подсистемконструкторской, технологической подготовки, технико-экономическогопланирования и др. Некоторое количество информации не образуется в подсистемах,а приходит готовое извне, например, директивные указания вышестоящихорганизаций, государственные стандарты, методики расчета необходимогоколичества материалов и т.д.
Для решения первойзадачи – расчёта необходимого количества материалов как для низа, так и дляверха обуви созданы алгоритмы и программы. На их основе подготовлены пакетыприкладных программ «Определение потребности», базирующееся на заданном извнекалендарном графике поставок обуви торгующим организациям (сроки, количество,артикул, модель).
Основываясь на этойинформации, необходимо составить график потребности компонентов (основных ивспомогательных материалов), а также суммарную потребность материалов наквартал, год.
Ежегодно на оптовойярмарке каждое предприятие формирует ассортимент выпускаемой обуви на следующийгод. Затем осуществляется компоновка отраслевого плана выпуска обуви.Параллельно производится расчет потребности материалов для производства обувипо каждому предприятию в отдельности, а затем суммируется по отрасли. Вслед заэтим поставщикам даются заявки на необходимые материалы.
Этот процесс оченьдлительный. Применение вычислительной техники дает возможность значительносократить сроки проведения этих работ, повысить точность вычислений, чтопозволяет вовремя и в нужном ассортименте обеспечивать всеми материаламиобувную промышленность. Для этого предлагается производить программированныйрасчет потребности материалов для верха одновременно как для предприятий, как идля отрасли в целом.
Проведение этихрасчетов совместно с определением потребности кожи для низа обуви широкоизвестными методами позволяют дать полную заявку на основные материалы дляпроизводства обуви. Экономическая эффективность таких расчетов весьма велика.
Прежде всего, вподсистеме необходимо рассчитать необходимое количество материала дляпредприятия и отрасли. С этой целью разработан алгоритми программа для ЭВМ на языке КОБОЛ.
Кобо́л (COBOL, COmmon Business Oriented Language) — язык программирования третьего поколения (перваяверсия в 1959), предназначенный, впервую очередь, для разработки бизнес-приложений.
COBOL — это сравнительно старый язык, разработанный прежде всегодля исследований в экономической сфере. Язык позволяет эффективно работать сбольшим количеством данных, он насыщен разнообразными возможностями поиска,сортировки и распределения. О программах на Коболе, основанных на широкомиспользовании английского языка, говорят, что они понятны даже тем, кто невладеет Коболом, поскольку тексты на этом языке программирования не нуждаются вкаких-либо специальных комментариях. Подобные программы принято называтьсамодокументирующимися.
Для расчета необходимо исходную информацию представить в видетаблицы, заполненной на основании данных предприятий. Она включает сведения овидах и нормах расхода материалов – массив «Расход».
В массив «Выпуск» входит номер предприятия (НПР), поставки обуви вторговую организацию за год и по кварталам (ПОСТ), обозначенные соответственно t=1, t=2, t=3, t=4, t=5.
В массиве «Расход» обозначены номер предприятия (НПРО),объединенный шифр группового ассортимента, где имеются четыре подкласса обуви,а также группы внутри подкласса.
В процессе составления алгоритма формируются следующие массивы:рабочий «Поле» и итоговый, который для удобства разбит на два подмассива,обозначенных «Итог 1» и «Итог 2».
Для перехода от артикула обуви к объединенному групповомуассортименту ШГА3, имеющемуся в рабочем массиве «Поле», необходимо выбрать изартикула первые четыре цифры и буквенные обозначения материалов верха. Этоделает ЭВМ по специально составленному дополнительному алгоритму и программе.Последние две цифры артикула не учитывают, так как они описывают материал низа.Из массива «Выпуск» в рабочий массив «Поле» переносятся сведения о групповомассортименте ШГА3 и о поставке обуви разных артикулов, обозначенных ПОСТ3 (t).
Различие между информацией последних колонок массивов «Выпуск» и«Поле» (поставка для 4 квартала) состоит в том, что в первый массив занесенысведения о производстве обуви по более мелким классифицированным группам –артикулам, а во второй – о более крупном групповом ассортименте, например,обувь из кож хромового дубления, текстильная и др.
Подготовка массивов исходных данных для составления алгоритмарасчета материалов представлена на рисунке 3.
/>
Рисунок 3 – Подготовка массивов исходных данных для составленияалгоритма расчета материалов
При решении второй задачи подсистемы – разработки графикапроизводства – используются чаще всего методы минимизации асинхронности,циклового ранжирования, сетевой, а также метод прямых расчетов.
При заранее известных, фиксированных мощностях цеха,, участка,линии и требуемом выпуске обуви основным в решении второй задачи будетопределение оптимальной последовательности запуска моделей обуви впроизводство. Для решения этой задачи используется проведение расчетов,базирующихся на величине коэффициента технологической однородности А=t1i/t, где t1-затраты времени на сборкумодели 1, ti1-затраты времени на сборку iой модели… Исходнымиданными является перечень операций производства и нормы времени на 100 паробуви.
Цель расчета состоит в расстановке в ряд некоторого числа моделейобуви, изготовляемых последовательно, с минимизацией затрат на переключениепоточной линии с производства одного изделия на производство другого. Во второйзадаче одним из основных является определение оптимальной последовательностизапуска моделей обуви в производство. Для программированного решения третьейзадачи подсистемы – выбора оптимальных режимов работы – необходимо создатьматематические модели объекта производства – обуви, а также и самогопроизводства. Обычно математические модели содержат совокупность переменныхвеличин, соответствующих свойствам изучаемого объекта и обозначаемых с помощьюэлементов математической природы, например х.
При разработке модели, прежде всего, возникает вопрос о критериидостоверности описания математической моделью объекта – обуви. За критерийдостоверности при описании объекта его моделью примем принцип верификации –проверку на практике результатов применения модели для решения задач. Еслиоперации с моделью позволяют получить с помощью ЭВМ решения задач, которые поуровню технико-экономических показателей не хуже решений, получаемых человекомс помощью реального объекта – обуви, то математическую модель следует принятьдостоверной.
Определив критерий, далее последовательно рассматривают этапысоставления математической модели. Четвертая задача подсистемы связана срегулированием производства, на предприятиях других отраслей решается взависимости от характера производства (массовое, серийное) различными методами:1) цикловых приоритетов, 2) разрешающих множителей, 3) индексными, 4) прямыхрасчетов.
Метод цикловых приоритетов чаще применяют для формированияоперативных заданий в мелкосерийном производстве. Он позволяет наладитьритмичную работу цехов, учитывает «срочность» исполнения заданий, для егоприменения необходима информация об объемно-календарном планировании, о срокахготовности и производственном цикле. Расчет состоит из трех основных элементов.Расчет ведут до тех пор, пока не будет превышена возможная предельнаязагруженность станка. Информация о деталях, которые невозможно изготовить, издальнейших расчетов устраняется. Затем цикл расчета повторяется, но уже наоснове информации о второй операции, потом третьей и т.д., до тех пор, пока небудет «загружено» оборудование всех видов.
Метод индексных оценок применяют для решения задач по эффективномураспределению частично взаимозаменяемых ресурсов. Входной информацией длярешения задач этим методом являются сведения о фонде рабочего времени каждойгруппы оборудования, производственное задание, операционное время наизготовление каждой детали на каждой машине, а также информация овзаимозаменяемости оборудования. Решение задач производят с помощью таблицы,клетки которой заполняют индексами. После этого «загружают» оборудование, соответствующееклетками с индексами «0», а затем остальное в порядке возрастания индекса.
На втором этапе улучшают загруженность машин и исключают ихперегрузку путем компенсации избытка и недостатка времени их работы.
Все эти методы позволяют обеспечить ритмичную работу цехов, потоков, участков предприятий. Структурная модельобувного предприятия охватывает все аспекты деятельности предприятия, средикоторых технической подготовке отводится ведущая роль.
Список использованныхисточников
1.Нестеров В.П., Закарян О.С. Проектирование процесса производства обуви. — К:Высшая школа, 1985. — 312 с.
2.http://www.tk.sssu.ru/motp/r2-4.htm