загрузка...
 
4.7.Приклади застосування комбінаторних методів для оптимізації технологічних систем 4.7.1.Оптимізація технологічного процесу механічної обробки деталі
Повернутись до змісту


4.7.Приклади застосування комбінаторних методів для оптимізації технологічних систем 4.7.1.Оптимізація технологічного процесу механічної обробки деталі

Спроектуємо оптимальний варіант структури технологічного про­цесу виготовлення корпусу опори (рис. 4.29). Заготовка деталі — вили­вок із сірого чавуну СЧ-18, річна програма — 80 тис. штук. Процес оп­тимізації технологічного процесу обробки включає три окремі розділи.

Визначення обмежень на послідовність утворення поверхонь де­талі, що накладаються конструкцією деталі, технологією механічної обробки та її умовами функціонування у вузлі.

Генерування варіантів реалізації кожної технологічної операції об­робки.

Вибір критерію оцінки варіантів та вибір оптимального варіанта структури технологічного процесу.

Перший розділ — визначення обмежень, що накладаються конструк­цією деталі та технологією механічної обробки. У цьому випадку вико­ристовується відповідність між окремою поверхнею чи конструктив­ним елементом деталі та елементарним технологічним переходом для її створення.

Застосуємо вже розглянуту (див. п. 4.5.2) методику для визначення обмежень на послідовність утворення поверхонь корпусу опори (рис. 4.29). Оскільки поверхня 5 — отвір обробляється двічі, начорно та начисто, то врахуємо наявність двох поверхонь отвору: поверхню 5-ч (після чорнової обробки отвору) та поверхню 5-ф (після фінальної обробки отвору). Необроблені поверхні заготовки, які використовують­ся як чорнові бази, позначимо Н1, Н2, H3 (матриця передування на с. 218).

При створенні з цих переходів технологічних операцій слід дотриму­ватись двох правил:

Будь-який технологічний перехід дозволено переносити при фор­муванні операцій на наступні етапи обробки, але заборонено переноси­ти на попередні;

Дозволено об’єднувати сусідні етапи.


Другий розділ — генеру­вання варіантів реалізації кож­ного етапу обробки. Врахував­ши визначену на попередньому етапі послідовність переходів (рис. 4.30), використаємо для генерування варіантів техноло­гічних операцій мережну мо­дель. Перший крок — обробка основи корпуса l, яка може здійснюватися протягуванням або фрезеруванням на різних типах верстатів (вертикально-, горизонтально- або карусель­но-фрезерний).

Другий крок — свердління отворів 4. Площини 2 і 3 мож­на також обробляти фрезеру­ванням або протягуванням, а також цекуванням, оскільки вони зв’язані з отворами 4 і 10.

На третьому кроці обробляєть­ся отвір  на токарному, розточувальному або протягувальному верстатах. Бічні по­верхні 7 і 8 можуть бути оброб­лені при точінні або розточу­ванні, але їх також можна об­робити на горизонтально-фре­зерному верстаті набором фрез. За варіантами реалізації цих кроків формують мережну модель техно­логічного процесу (рис. 4.31).

Третій розділ — вибір оптимального варіанта технологічного про­цесу методом динамічного програмування за критерієм собівартості ме­ханічної обробки, тобто  Норми часу визначаються наближе­но. Наприклад, тривалість обробки основи на вертикально-фрезерному верстаті становить:

Собівартість обробки визначається за допомогою нормативної со­бівартості, що задається в довідковій літературі для кожної моделі вер­стата. Для визначення собівартості обробки корпуса, наприклад фрезе­руванням, вибираємо верстат 6Р10, нормативна собівартість роботи якого становить  = 420 коп. за 1 год. Тоді для визначення собівартості фре­зерування основи корпуса отримаємо

Для решти операцій значення собівартості зведено в табл. 4.15. Роз­мітимо мережну модель структури технологічного процесу обробки корпуса опори (рис. 4.31). Розмічування вершин графа здійснюється по­чинаючи з останньої операції: на кожній вершині позначимо мінімальне значення технологічної собівартості, яке відповідає мінімальному шля­ху до неї з кінця технологічного процесу. Значення інших шляхів, які ма­ють вищу сумарну технологічну собівартість, опускаємо.

Після зворотного прогону графової моделі мінімальний шлях запа­м’ятовується і позначається (на рис. 4.31 — виділений). Отримана по­слідовність операцій 2-3-7 є оптимальним технологічним процесом, який забезпечує собівартість обробки 27,4 коп.

Оптимальний технологічний процес складається з технологічних операцій, перелічених у табл. 4.16.


Розглянутий приклад ілюструє методику застосування динамічного програмування для оптимізації структури складних об’єктів.

Зазначимо, що загальний принцип динамічного програмування для структурної оптимізації зводиться до таких кроків:

Вибір критерію оцінки.

Визначення обмежень на можливі варіанти структури об’єкта.

Побудова мережної моделі структури та розмітка її ребер і вер­шин.

Пошук оптимального шляху при зворотному прогоні мережної мо­делі.

Підкреслимо ще раз, що загальний принцип оптимальності при ди­намічному програмуванні формулюється таким чином.

Який би не був стан системи перед черговим кроком оптимізації, слід вибирати керування на цьому кроці так, щоб виграш на ньому плюс виграш на всіх наступних кроках був оптимальним.



загрузка...