Синтез технологических процессов - один из ответственейших этапов разработки ЛА. Можно выделить несколько видов задач синтеза технологии. Например, синтез технологии на первом уровне предполагает принятие таких технологических решений, которые не приводят к изменению параметров конструкции, а направлены лишь на снижение технологической себестоимости, улучшение условий труда и т.д. К задачам технологического синтеза второго уровня следует отнести решения, связанные с изменением параметров конструкции. К ним относятся поиск и разработка технологических методов повышения качества и надежности конструкции, обеспечение ее технологичности и т.д. Задачи технологии третьего уровня отражают технологические решения, приводящие к изменению механики и аэромеханики ЛА при его эксплуатации. И, наконец, к задачам синтеза технологии высшего уровня можно отнести ее технологические решения, приводящие к изменению тактико-технических характеристик ЛА, требуя тем самым исследований функционирования ЛА как системы.
Решения перечисленных задач технологии требуют, прежде всего, геометрического изображения ЛА в ЭВМ для отработки на нем соответствующих принимаемых решений. Для этого наиболее подходящим методом представления ДА в ЭВМ является формальное описание.
Можно с уверенностью подчеркнуть, что математическим аппаратом решения названных задач является математическая логика, позволяющая достаточно четко формализовать предлагаемые технологом решения. Чтобы последнему удобно было при этом работать, необходимо организовать общение с ЭВМ на естественном языке.
Поскольку реализация технологических решений приводит к формализации, то рассмотрим постановку и решение такой задачи в терминах исчисления предикатов первого порядка. Задачу будем решать на примере сборной единицы третьей группы сложности (сборки кессона киля).
Очевидно, в этом случае нам необходимо построить некоторую среду, которая обеспечивает достижения сборки.
|
Рис. 3.19.
Граф Gi’, отражающий информацию о реальных конструктивных связях между деталями, называется графом сопряжений G(N,Σ).
В зависимости от конструктивных особенностей собираемого изделия граф сопряжения G(N,Σ) может быть в виде линейной цепи, звезды, дерева или произвольного вида.
Граф сопряжений G(N,Σ) показывает возможные связи между деталями в изделии, но не отражает конструктивно-технологических и ресурсных ограничений, всегда имеющих место при сборке реальных конструкций в конкретных производственных условиях. Поэтому необходимо знать все ограничения:
конструктивные:
-нельзя ставить деталь di+2 в сборочное положение до тех пор, пока не будет установлена деталь di+1 на деталь di (например, нельзя установить гайку на болт, пока не будет установлена шайба);
- нельзя установить деталь di+2 до тех пор, пока не будет установлена деталь di+1 на деталь di (например, нельзя установить на обшивку стрингеры, а затем между ними проложить прокладку);
Рис. 3.20
-нельзя установить деталь dk внутрь объема, созданного деталями d1, d2, … , dk-1, если последние образовали замкнутый объем (например, нельзя установить рядовую нервюру внутрь крыльевого объекта, если он уже накрыт обшивками);
Из числа технологических ограничений можно назвать:
-нельзя начинать последующую операцию, пока не выполнена предыдущая;
-нельзя нарушать порядок сборки, устанавливаемый методом сборки и т.д.
Организационные ограничения сводятся к наличию свободных рабочих зон, к определенному количеству множителей, полноте занятости располагаемых ресурсов. Эти ограничения должны отражаться в модели сборочного процесса при решении задачи оптимизации сборки изделия.
Введем понятие графа сборки. При выполнении операции соединения двух деталей (di, di+1) образуется подборка V(di, di+1), а в графе сопряжений G(N,Σ) исчезает соответствующее ребро σ(di, di+1). Следовательно, если выполнить в определенной последовательности удаление ребер в графе сопряжений G(N,Σ), то тем самым будет выполнено соединение всех деталей и получено готовое изделие I.
Рассмотрим пример сборки лонжерона (рис 3.21). Он состоит из семи элементарных деталей: 1- стенка лонжерона; 2 и 3 – силовые пояса; 4,5,6,7 – поперечные стойки.
Основная связующая деталь – стенка лонжерона – к ней крепятся пояса и стойки. Стойки крепятся также и к поясам лонжерона. Граф сопряжений лонжерона будет иметь вид (рис 3.22):
Первая операция – установка одного из поясов (2 или 3) на стенку. Пусть устанавливаем пояс 2. Тогда в графе сопряжений следует удалить ребро σ1,2. Далее устанавливаем пояс 3, т.е. удаляем ребро σ1,3 и т.д. В результате получаем собранный лонжерон.
Т.о. полная сборка любого изделия I означает стягивание графа сопряжений T(N,Σ) в точку (рис 3.23). Этот процесс стягивания можно представить в виде графа сборки S(Σ), где вершины – операции стягивания σi, а ребра – соотношение этих операций в последовательности выполнения.
|
|
Т.к. для выполнения операции необходимо затратить время t(σ), то в графе сборки S(Σ) вершинам σi припишем длительности σ(t) их выполнения. Тогда граф сборки S(Σ) можно представить в виде. Рассмотрим ориентированный граф, вершины которого соответствуют сборочным операциям σ(t), а дуги ведут в две вершины, означающие либо детали, либо подсборки.
Рис. 3.23.
Назовем граф D(N,Σ) деревом сборки.
Из анализа дерева сборки D(N,Σ) следует, что оно представляет собой схему сборки, общепринятую в технологии производства ЛА.
Отличительной особенностью дерева сборки D(N,Σ) от технологической схемы сборки является указание не только на последовательность сборки, но и на наличие информации о величинах потребного времени для выполнения отдельных технологических операций σ(t) сборки.
Построение графа сборки S(Σ) как и дерева сборки D(N,Σ) нельзя вести произвольно. Надо учитывать конструктивные, технологические и организационные ограничения (рис 3.24).
Конструктивные ограничения накладываются характером пространственных геометрических связей между деталями ЛА. Сама конструкция иногда диктует порядок наслоения деталей.
|
Математически эти ограничения могут быть сформулированы так: для некоторых множеств Гзаданы заранее множества операций σ(Г), которые должны быть выполнены (окончены) не позднее начала выполнения одной из операций из σ(Г) множества Г.
Технологические ограничения накладываются в виде отношений порядка, т.е. некоторые операции должны быть полностью выполнены до начала последующих операций. Эти ограничения формулируются так: для некоторых пар операций должно выполняться условие , где U(σ) – множество операций, предшествующих σ в графе S(Σ).
Для выполнения операций сборки по графу S(Σ) необходимо располагать достаточным количеством ресурсов . Множество ресурсов R(S) будет достаточным для сборки изделия I по графу S(Σ), если количество ресурсов достаточно для выполнения каждой сборочной операции.