Разработка методов и средств назначения технологического оснащения при проектировании технологических процессов

Целью работы является разработка методов и средств автоматизированного назначения технологического оснащения при проектировании технологических процессов на основе использования современных информационных технологий и баз знаний.

Объектом исследования являются задачи назначения технологического оснащения при проектировании технологических процессов и сопровождения баз данных для средств технологического оснащения.

Предмет исследования — методы и средства автоматизированного назначения технологического оснащения, методы удаленного доступа к системе хранения и поиска средств технологического оснащения.

Задачи исследования. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

— Провести анализ методов и средств разработки баз данных технологического назначения для определения подходов к созданию удаленных приложений баз данных (знаний) для средств технологического оснащения.

— Разработать методы и средства организации и поддержки удаленной базы данных (знаний) технологического назначения.

— Разработать методику формирования обобщенных параметрических моделей технологического оснащения.

— Разработать методики поиска технологического оснащения по параметрам заготовки с использованием базы знаний.

— Разработать и выполнить экспериментальную проверку системы поиска и сопровождения удаленной базы данных (знаний) технологического назначения.

— Выполнить экспериментальную проверку назначения средств технологического оснащения при проектировании технологических процессов на основе использования разработанной системы.

Методы исследования. В работе использованы методы теории исследования операций, теории графов, методы реляционных и объектно-ориентированных СУБД, методы объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна состоит в:

— создании методики назначения средств технологического оснащения по параметрам заготовки;

— создании методики формирования обобщенной модели для средств технологического оснащения.

— создании методики формирования поисковых предписаний для средств технологического оснащения с использованием конструкторских и технологических параметров;

— создании методики разработки ¦ системы удаленного доступа для средств технологического оснащения.

Теоретическая значимость представленных в работе подходов состоит в создании архитектуры распределенной информационной системы для средств технологического назначения, предоставляющей расширенные возможности поиска, учитывающей дополнительные параметры, определяемые по рассмотренным методикам.

Методика декларативной записи алгоритмов назначения технологического оснащения в виде поискового предписания, использующего информацию о параметрической модели заготовки, позволяет повысить уровень автоматизации проектирование технологических процессов.

Практическая значимость работы заключается:

— в создании системы сопровождения базы данных (знаний) с удаленным доступом о средствах технологического оснащения;

— в разработке языка описания правил назначения технологического оснащения;

— в создании системы назначения средств технологического оснащения, которая может быть использована при проектировании технологических процессов либо автономно, либо интегрирована с САПР ТП.

Апробация работы: Результаты работы докладывались на всероссийских конференциях, а также на факультетских и кафедральных семинарах, на конференциях молодых ученых и аспирантов СПбГУ ИТМО в 2005;2010 гг. Разработанные системы внедрены в учебный процесс кафедры технологии приборостроения и используются при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Приборостроение».

Основные результаты, выносимые на защиту:

— Методика применения параметрических моделей заготовок для автоматизации назначения средств технологического оснащения.

— Методика' формирования обобщенных моделей для средств технологического оснащения.

— Методика проектирования распределенных баз данных для средств технологического оснащения.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, 1 из них в журналах, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, изложенных на 103 страницах машинописного текста с иллюстрациями, библиографического текста, включающего 99 источников, и 2 приложения.

Основные результаты диссертационной работы:

— Разработана методика моделирования средств технологического оснащения, позволяющая в универсальной форме описывать сложные объекты. Полученные описания являются параметрическими моделями, которые, будучи записаны в удобном для машинной обработке формате, позволят применять обобщенные алгоритмы для работы с очень широким спектром оснащения.

— Разработана методика назначения средств технологического оснащения с использованием параметрических моделей заготовки и оснащения в качестве источников данных. Методика позволяет полностью отделить правила назначения инструмента от программных алгоритмов, что значительно ускоряет и удешевляет внедрение программных средств, использующих эту методику, на производстве.

— Создана методика формирования поисковых предписаний для средств технологического оснащения с использованием конструкторских и технологических параметров заготовки.

— Разработан язык описания правил назначения технологического оснащения на основе XML. Разработанный язык позволяет описать широкий спектр операций, необходимых для анализа параметров моделей заготовок и СТО. Использование XML в качестве основы для языка позволяет облегчить его интерпретацию и повысить эффективность хранения и поиска правил.

— Для обеспечения интеграции всех систем предприятия, нуждающихся в информации о технологическом оснащении, разработана концепция универсальной службы хранения информации технологического назначения. Такая служба, являясь универсальным интерфейсом к данным и имея в своем составе модули с необходимой бизнес-логикой, позволит удовлетворить потребности предприятия в средствах поиска и назначения технологического оснащения.

— Разработана архитектура информационной системы с удаленным доступом для средств технологического оснащения, предоставляющей универсальный высокоуровневый программный интерфейс к различным средствам хранения технологической информации.

— На основании предложенных в работе методик и концепций, разработан программный комплекс, решающий задачи хранения и поиска данных о технологическом оснащении. Комплекс представляет собой веб-службу, предоставляющую доступ к данным предприятия, а также экспертный модуль для назначения средств технологического назначения с использованием базы знаний о предметной области.

— Для облегчения применения разработанной системы, разработан модуль, позволяющий интегрировать программный комплекс в разрабатываемую на кафедре технологии приборостроения СПбГУ ИТМО систему «ТИС-Процесс».

Предложенные в работе методы, и разработанные на их основе программные средства, позволяют существенно повысить уровень автоматизации технологической подготовки производства, что, в свою очередь, приведет к снижению временных затрат на подготовку производства продукции и повышению конкурентоспособности предприятия.

Научные результаты, полученные в диссертационной работе, могут служить теоретической основой при создании новых и совершенствовании существующих автоматизированных систем, предназначенных для решения технологических задач.

СОКРАЩЕНИЯ.

AMI — Asynchronous Method InvocationAPI — Application Program InterfaceASP — Active Server PagesBDE — Borland Database EngineCGI — Common Gateway Interface;

COM/DCOM — Component Object Model/Distributed COM;

CORBA — Common Object Request Broker Architecture;

DII — Dynamic Invocation Interface;

DLL — Dynamic Link Library;

DNA — Distributed intraNet Architecture;

DSI — Dynamic Skeleton Interface;

DTP — Distributed Transaction Processing (модель X/OpenXA) — EJB — Enterprise Java Beans;

HTML, SGML, VRML, XML — языки разметки web-страницHTTP, DNS, DHCP, Telnet, Gopher — службы и протоколы WWW Internet;

IDE — Integrated Development EnvironmentIDL — Interface Definition Language;

IIOP/GIOP — протоколы взаимодействия брокеров объектных запросов;

IIS — Internet Information Server;

JDBC — Java DataBase Connectivity;

JRMI — Java Remote Method Invocation;

JVM — Java Virtual Machine;

LDAP — Lightweight Directory Access Protocol;

MJDL — Microsoft IDL;

MIME, ГМАР4, NNTP, SMTP — сетевые почтовые службы и протоколыMOM — Message-Oriented Middleware;

MSMQ — Microsoft Message QueueMTS — Microsoft Transaction ServerODBC — Open DataBase ConnectivityORB — Object Request BrokerOTG — Oracle Transparent GatewayOTM — Object Transaction Monitor;

PICS/WAIS — web-службы поиска и фильтрации информации;

РОА — Portable Object Adapter;

RDB — Remote Data Broker;

RPC — Remote Procedure Call;

SSL — Secure Socket Layer;

TCP/IP, UDP, FTP, PHP, С VP, LDAP, SNMP — общесетевые службы и протоколы;

ТРМ — Transaction Processing Monitor-, UDP — User Datagram ProtocolURL — Universal Resource Locator.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В работе выполнен комплекс научных исследований и разработок, направленных на повышение эффективности технологической подготовки производства в современных условиях за счет повышения уровня автоматизации, что способствует повышению конкурентоспособности предприятия на рынке.