Глава 2. Классификация сфер применения и пользователей САПР ТПП

2.1. Характеристика сфер применения САПР ТПП

АСТПП по степени сложности и характеру решаемых задач можно разбить на шесть типов систем обработка данных: локальные, комплексные, интегрированные, имитационные, самоорганизующиеся, самообучающиеся.

Локальные системы обработки данных позволяют моделировать решение только отдельных задач технологического проектирования. Обычно эти системы построены на разных принципиальных основах, а именно: имеют разные системы представления данных, как на внешнем языке (язык потребителя), так и на внутреннем языке (в памяти ЭВМ), разные структуры и состав программного обеспечения, разные технические средства, которые сложно, а порой невозможно, состыковать между собой. Используются при этом ВМ невысокой производительности. Локальные системы удобно применять для решения задач технологии, которые не требуют ввода и хранения большого объема данных. При этом средства вычислительной техники должны быть компактные, что открывает возможность установки их прямо в технологических отделах (например, мини-ЭВМ и микро-ЭВМ). Применение локальных систем обработки данных позволяет ускорить, а во многих случаях и упростить решение задач технологического проектирования.

Комплексные системы обработки данных объединяют в своих рамках несколько локальных подсистем проектирования технологии, причем практически без решения задач, связанных с полным объединением информационной базы и построения программного обеспечения на единой методологической основе. По сути дела эти системы повторяют те принципы организации и решения задач, которые характерны для локальных систем. Поэтому такие недостатки последних, как разрозненность в решении задач технологии, многократность представления и ввода данных, ограниченность оптимизационных задач, большая зависимость точности решения задач от точности исходной информации, разрозненность нормативно-справочной информации, полностью перекочевывают в комплексные системы обработки данных. Шагом вперед, при проектировании комплексных АСТПП, является объединение нескольких систем кодирования данных в единую, а также решение задачи объединения отдельных частей нормативно-справочной информации в единый архив данных с унифицированным обслуживанием. При разработке таких систем используются ВМ средней производительности. Для повышения эффективности эксплуатации комплексных систем используется интерактивный режим решения задач.

Интегрированные системы обработки данных объединяют в единую систему ряд подсистем решения задач технологического проектирования, имеющих единую систему кодирования и хранения данных, требующих однократного ввода данных в систему, а также имеющих программное обеспечение, построенное на единой методологической основе. Как показали исследования, на промышленных предприятиях исходные данные первичных документов по технологии обработки деталей, учету труда и заработной платы, материальных ценностей, движения деталей в производстве и т.п. переписываются по 5-6 раз (а то и более). Это было необходимым для условий ручной техники обработки, т.к. каждый отдел (учитывая их разобщенность) сам для себя рассчитывал все необходимые показатели. На этом этапе не преследовалась и такая цель, как функциональная взаимосвязь, решаемых управленческих задач. Поэтому сейчас на промышленных предприятиях наблюдается исключительно большое разнообразие форм документов. Их количество достигает несколько тысяч.

Таким образом, интегрированные системы обработки данных в качестве одной из главных организационных проблем выдвигают проблему унифицированного информационного обеспечения, разработки комплекса принципиально новой первичной документации, достаточно информационной, чтобы на ее основе можно было решать все задачи управления предприятием.

Для хранения, поиска и корректировки данных в интегрированных системах служит специальная подсистема - банк данных (БД). Он позволяет обеспечить необходимой информацией (если такая информация в него поступила ранее) любую подсистему и потребителя. В функции БД входит также и предварительная обработка данных перед выдачей ее потребителю. Например, подборка данных по запросам, в которых отсутствует четкая формулировка вопроса. Это отличает БД технического назначения от коммерческих БД, поэтому будем называть такие банки данных - техническими (ТБД).

В интегрированных системах применяемое программное обеспечение отличается высокой степенью стандартизации, что позволяет с помощью ограниченного класса унифицированных процедур принятия решений решать различные классы задач технологического проектирование.

Интегрированные системы обработки данных обеспечивают автоматический и интерактивный режимы решения задач технологии и реализуются на вычислительных сетях с организацией автоматизированных рабочих мест специалиста (конструктора и технолога).

Имитационные системы обработки данных позволяют моделировать различные производственные, хозяйственные и экономические ситуации. То есть воспроизводится та будущая обстановка, которую желательно изучить еще до того, как начинается сампроцесс производства. Например, с помощью математического моделирования можно промоделировать различные технологические процессы изготовления деталей, что позволяет прогнозировать качество машин, производительность оборудования и т.д. Это позволяет открыть определенные внутренние резервы производства. В этих системах должны быть мощные математические и программные средства, обеспечивающие построение моделей и их исследования, а также должны быть развиты технические средства отображения решений в виде графических изображений, что совершенно необходимо для эффективной работы имитационной системы управления.

Самоорганизующиеся системы обработки данных - это системы, обладающие способностью накапливать информацию о существенных изменениях внешней среды, объекта управления. На основании этого

система сама включается в поиск нужной дополнительной информации, которая не была в явном виде предусмотрена проектировщиками, но которая необходима для дальнейшего повышения качества управления производством. В этом случае уточняются алгоритмы решения задач и критерии опенки принимаемых решений. В самоорганизующихся системах проводится контроль за коэффициентом полезного действия (КПД) всех информационных совокупностей. Если КПД информации падает, то такая информация из дальнейшего рассмотрения исключается, т.е. в этом случае имитируется процесс «забывания» информации. Для повышения эффективности поиска в условиях частых корректировок массивов данных проводится корректировка функции поиска. Организация свойств самоорганизации осуществляется с помощью специального математического обеспечения. В этом случае система обладает свойством пассивной адаптации.

Самообучающиеся системы обработки данных предусматривают специальный контур самокорректировки, наосновании тех ошибок, которые эта система может допустить. При этом система может порождать новые функции и формировать новые критерии эффективности. Таким образом, самообучающиеся системы управления имеют два контура: один контур предназначен для решения задач технологического проектирования, а другой - решает задачи по самосовершенствованию системы обработки данных. Вычислительные средства, которые должны быть использованы в системах самоорганизующихся и самообучающихся, должны обладать высокой производительностью и большим объемом памяти.

При разработке локальных, комплексных иинтегрированных систем обработки данных должны автоматизироваться в первую очередь сложные и трудоемкие процессы проектирования, поддаю­щиеся в настоящее время формальному описанию.

Следует отметить, что по мере развития АСТПП, особенно при создании имитационных, самоорганизующихся и самообучающихся систем обработки данных расширяется понятие цели АСТПП. После создания алгоритмов моделирования производственных ситуаций, технологических процессов обработки и оборки изделий, алгоритмов, позволяющих адаптироваться к различным производственным условиям, а также алгоритмов проектирования АСТПП с помощью ЭВМ, открывается возможность проведения активного анализа различных предприятий с целью выявления общности и различий в принятии решений. Это, в свою очередь, позволит путем сравнения правил принятия решений при технологическом проектировании на отдельных предприятиях найти общие формальные правила. Анализ полученных правил и причин их породивших даст возможность проводить предприятиям заимствование положительного опыта технологического проектирования. Таким образом, АСТПП можно будет использовать не только для решения поставленных технологических задач, но и как средство, с помощью которого технолог будет проводить анализ различных предприятий с целью дальнейшей формализации решения задач технологии. Следовательно, перспективная цель АСТПП - это развитие технологии как науки.