Geum.ru

Автоматизация технологической подготовки производства для малых инновационных предприятий в машиностроении

Вид материалаАвтореферат

Содержание


Основные выводы и результаты
Основные публикации по теме диссертации
Автоматизация технологической подготовки производства для малых инновационных предприятий в машиностроении
Подобный материал:
1   2   3   4

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ


1. Проведенные диссертационные исследования показали, что традиционный подход к ТПП для крупных машиностроительных предприятий, в условиях МИП машиностроения, себя не оправдывает по причинам широкого применения в МИП современного высокотехнологичного оборудования и инструмента с новыми возможностями, небольшого инженерного коллектива с ограниченным коллективным опытом, сжатыми сроками на технологическую подготовку и производство изделий, высокого уровня кооперации, отсутствии возможностей приобретать дорогостоящие многофункциональные CAD/CAM/CAE-системы и переподготавливать кадры на регулярной основе. Как следствие, такие машиностроительные МИП имеют несистематизированный процесс технологической подготовки производства без его комплексной автоматизации, но, как правило, с применением недорогих широко распространенных коммерческих автоматизированных систем и программных комплексов.

2. В работе предложены новые решения, позволяющие организовать и комплексно автоматизировать процесс технологической подготовки производства для современного высокотехнологичного оборудования с применением в производственном процессе последних достижений науки и техники. В основе предложенных решений лежит разработанный метод организации АСТПП машиностроительных МИП на основе пересмотра традиционных этапов технологического проектирования и разработки новых моделей, алгоритмов и программных комплексов для комплексной автоматизации процесса ТПП МИП, заключающийся в выделении этапов интеграции САПР ТП и CAD-систем, подбора современного высокопроизводительного инструмента, выбора стратегий обработки, как объектов автоматизации с целью снижения производственных затрат машиностроительных МИП и повышении конкурентоспособности выпускаемых изделий.

3. Для автоматизации процесса подготовки исходных данных для автоматизированного проектирования технологических процессов с ориентацией на отечественные САПР ТП разработан метод автоматического распознавания конструкторско-технологических элементов (КТЭ) из 3D-модели и 2D-чертежа на основе графа декомпозиции, заключающийся в выделении КТЭ из геометрически заданных поверхностей, линий, сплайнов 3D-модели детали и 2D-чертежа в стандартных форматах обмена данными с применением предложенной математической модели на основе нечетких множеств для формализованного описания КТЭ. Разработан программный комплекс для декомпозиции геометрической 3D-модели детали и 2D-чертежа на КТЭ и построения конструкторско-технологической модели детали (КТМ), а также её передачи в САПР ТП «ТехноПро», позволяющий в условиях машиностроительных МИП существенно сократить время на подготовку исходной информации для технологического проектирования.

4. Предложен метод автоматизированного подбора рационального металлорежущего инструмента, заключающийся в автоматическом анализе распознанной КТМ детали для выявления наиболее рациональных по геометрическим инструментов и ранжировании полученного списка на основе использовании теории решения многокритериальных задач на нечетком множестве альтернатив для выбора наиболее подходящих из них в заданных условиях. Разработана автоматизированная система подбора рационального металлорежущего инструмента, на примере токарного инструмента со сменными неперетачиваемыми пластинами, позволяющая, при применении в ТПП машиностроительных МИП, существенно снизить затраты на приобретение инструмента и повысить эффективность металлообработки.

5. Для учета новых возможностей современного высокотехнологичного металлообрабатывающего оборудования и инструмента в ТПП машиностроительных МИП предложено и обосновано введение понятий инструментальной и кинематической стратегий обработки поверхностей деталей. Разработан метод выбора инструментальной стратегии обработки элементарных поверхностей деталей, позволяющий автоматически генерировать возможные варианты обработки указанных элементов с учетом возможностей современного инструмента и оборудования и рассчитывать для них экономические затраты на обработку. Разработан метод выбора кинематической стратегии обработки поверхностей деталей, позволяющий выбирать траекторию движения режущего инструмента в процессе формообразования на основе автоматизированного анализа условий обработки с передачей полученных данных в CAM-системы для разработки управляющих программ для технологического оборудования с ЧПУ. Создан программный комплекс по выбору инструментальной и кинематической стратегий обработки поверхностей деталей, применение которого в ТПП машиностроительных МИП позволяет повысить производительность обработки и существенно снизить себестоимость продукции.

6. Для решения проблем в ТПП машиностроительных МИП (решение которых выходит за пределы возможностей МИП), связанных с недостаточной компетенцией в области применения современного оборудования и инструмента, с переподготовкой кадров, с обеспечением сборной технологической оснасткой в работе обосновано создание интеграционных структур нового типа для поддержки деятельности машиностроительных МИП в рамках отдельных регионов в виде инновационных центров высоких технологий в машиностроении при технических университетах (в том числе предприятий, созданных при университетах по 217 ФЗ от 02.08.09 г.) и региональных центров УСП, как самостоятельных структур с предложенной и обоснованной архитектурой автоматизированной системы управления их деятельности. При ФГБОУ ВПО «БГТУ» был создан ИЦ ВТМ, являющийся центром компетенции в области машиностроения и обеспечивающий консультационную и информационно-техническую поддержку деятельности машиностроительных МИП региона в освоении производства инновационной продукции.

7. Для решения актуальных задач проведения различных экспертиз, измерений, оценок, произведенной в условиях машиностроительных МИП продукции с целью коррекции технологических процессов ее изготовления, на таком специализированном оборудовании, как измерительные комплексы, микроскопы, испытательные установки, предложен и обоснован метод построения автоматизированных систем научных исследований для удаленного доступа МИП к указанному оборудованию через сеть Интернет на основе микропроцессорных систем управления рабочими органами оборудования и программного комплекса, выполняющего преобразование команд удаленных операторов в команды управления оборудованием. Новизна предложенного метода заключается в применении технологий удаленного доступа через Интернет к специализированному машиностроительному оборудованию в интересах машиностроительных МИП. Предложенный метод построения АСНИ с возможностью коллективного доступа апробирован на примере созданной АСНИ на базе металлографического микроскопа Leica Dmirm с предоставлением коллективного доступа для МИП, используемой для проведения металлографических исследований специалистами региональных МИП. В отличие от существующей схемы исследований, экспертный анализ образцов проводится работниками МИП, а не собственника оборудования, что существенно снижает затраты МИП на проведение исследований.

8. Результаты проведенных исследований внедрены на ряде машиностроительных МИП. Применение предложенных в работе методик и программных комплексов позволило снизить сроки ТПП в среднем на 20…30%, уменьшить затраты на инструмент 15…25%, уменьшить машинное время изготовления деталей на 30…50%. Полученные результаты нашли применение в учебном процессе ФГБОУ ВПО «БГТУ», в том числе по программам дистанционного университета.


ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

(32 из 76 публикаций)

Публикации в центральных изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ
  1. Аверченков А.В. Применение многоагентных технологий в автоматизации мониторинга и анализа распределенной информации в Интернет / Аверченков В.И., Аверченков А.В., Леонов Е.А., Кравцов Д.В. // Известия ТулГУ. Серия Технологическая системотехника. Вып. 14. Труды участников Пятой международной электронной научно-технической конференции «Технологическая системотехника – 2006». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - С. 33-42.
  2. Аверченков А.В. Высокие технологии в машиностроении как новые механизмы взаимодействия науки, образования и промышленных предприятий/ Аверченков В.И., Аверченков А.В. // Справочник. Инженерный журнал. - 2009. - № 10. - С.38-44.
  3. Аверченков А.В. Автоматизация выбора оптимального режущего инструмента для многофункционального технологического оборудования с ЧПУ / Аверченков А.В., Терехов М.В. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2010. - № 1 (25). - С. 13-21.
  4. Аверченков А.В. Создание виртуальной модели станка DMU 125 P duoBLOCK в системе VERICUT / Аверченков В.И., Беспалов В.А., Шкаберин В.А., Аверченков А.В., Терехов М.В., Парихина Е.А. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2010. - № 2 (26). - С. 66-73.
  5. Аверченков А.В. Автоматизация формирования управляющих программ для многофункциональных станков с ЧПУ на основе выбора оптимальной стратегии обработки/ Аверченков А.В., Симуни А.Е. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2010. - № 2 (26). - С. 15-21.
  6. Аверченков А.В. Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ в интегрированной САПР Pro/ENGINEER с применением виртуальных моделей оборудования, режущего инструмента и станочных приспособлений/ Аверченков А.В., Симуни А.Е., Терехов М.В., Шкаберин В.А. // Информационные системы и технологии - 2010. - №4 (60). - С. 89-94.
  7. Аверченков А.В. Аспекты автоматизации производственных процессов малого инновационного машиностроительного предприятия/ Аверченков А.В., Аверченкова Е.Э // Информационные системы и технологии. - 2010. - №3 (59). - С. 109-116.
  8. Аверченков А.В. Автоматизированная подготовка производства инновационных изделий в условиях малых машиностроительных предприятий/ Аверченков А.В., Аверченкова Е.Э. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2010. - № 3 (27). - С. 49-57.
  9. Аверченков А.В. Программно-аппаратный комплекс виртуальной лаборатории для микроструктурного и микрогеометрического анализа / Аверченков А.В., Чмыхов Д.В., Филиппов Р.А., Пыриков И.Л., Дорош А.П. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2010. - № 3 (27). - С. 78-83.
  10. Аверченков А.В. Механизмы создания региональных центров универсально-сборочных приспособлений для решения задачи обеспечения качественной технологической оснасткой малых инновационных предприятий/ Аверченков А.В., Ильицкий В.Б. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2011. - № 1 (29). - С. 91-94.
  11. Аверченков А.В. Автоматизация выбора инструментальной стратегии обработки элементарных поверхностей/ Аверченков А.В., Терехов М.В., Мартыненко А.А. // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2011. - № 2 (30) - С. 86-92.
  12. Аверченков А.В. Математическое обеспечение процедуры выбора оптимального режущего инструмента / Аверченков А.В., Терехов М.В., Мартыненко А.А. //Инфор-мационные системы и технологии. - 2011. - №5 (67). - С. 5-10.
  13. Аверченков А.В. Кинематическая и инструментальная стратегии обработки конструкторско-технологических элементов деталей / Аверченков А.В. // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2011. - № 9 (82). Выпуск 11. - С. 126-130.
  14. Аверченков А.В. Повышение эффективности виртуальной подготовки производства на основе выбора оптимального режущего инструмента и стратегий обработки / Аверченков А.В. // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2011. - №3. Том 17. - С. 767-774.
  15. Аверченков А.В. Малые инновационные предприятия в сфере наукоемкого машиностроительного производства / Аверченков А.В., Терехов М.В., Мартыненко А.А. // Справочник. Инженерный журнал. - 2011. - №11. - С. 54-56.
  16. Аверченков А.В. Автоматизация процедуры выбора современного фрезерного металлорежущего инструмента / Аверченков А.В., Кукло Е.Ю// Вестник Брянского государственного технического университета. - 2011. - № 4 (32). - С. 81-85.
  17. Аверченков А.В. Автоматизированная подготовка производства малого машиностроительного предприятия / Аверченков А.В., Аверченкова Е.Э. // Известия ТулГУ. - 2011. - Вып. 6. - Тула: Изд-во ТулГУ. - С. 250-255.

Монографии
  1. Аверченков А.В. Инновационные центры высоких технологий в машиностроении: монография/ Аверченков В.И., Аверченков А.В., Беспалов В.А., Шкаберин В.А., Казаков Ю.М., Симуни А.Е., Терехов М.В.;  под общ. ред. Аверченкова В.И., Аверченкова А.В. – Брянск: БГТУ, 2009. - 180 с.
  2. Аверченков А.В. Автоматизация выбора режущего инструмента для станков с ЧПУ: монография / Аверченков В.И., Аверченков А.В., Терехов М.В., Кукло Е.Ю.// [Текст]+[Электронный ресурс]. - Брянск: БГТУ, 2010. – 148с.

Патенты
  1. Аверченков А.В. Патент на полезную модель «Аппаратно-программный комплекс для управления удаленным оптическим микроскопом» / Аверченков А.В., Аверченков В.И., Филиппов Р.А., Чмыхов Д.В.// №110842 от 27.11.2011 г.

Публикации в других изданиях
  1. Аверченков А.В. Использование системы T-Flex "ТехноПро" для решения технологических задач // Материалы международной молодежной научной конференции "XXVII Гагаринские чтения". - М.: Латмэс, 2001. - Т.3. - С. 97-98.
  2. Аверченков А.В. Разработка автоматизированной системы проектирования ТП на основе обменного формата "ФОКТИ" // Материалы международной молодежной научной конференции "XXVIII Гагаринские чтения". - М: Латмэс, 2002.- Т.7. - С. 167-168.
  3. Аверченков А.В. Автоматизация процедур обмена конструкторско-технологической информацией о проектируемых деталях на этапах жизненного цикла изделия / Аверченков А.В., Казаков П.В. // Сб. материалов 56-й научной конференции профессорско-преподавательского состава. - Брянск: БГТУ, 2002. - С. 257-258.
  4. Аверченков А.В. Обеспечение качества технологического проектирования в условиях интегрированных САПР // Контактная жесткость. Износостойкость. Технологическое обеспечение.: Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. - Брянск: БГТУ, 2003. - С. 131-134.
  5. Аверченков А.В. Применение стандартов CALS для обмена информацией между CAD и САПР ТП/ Ильицкий В.Б., Аверченков А.В. // Сборник трудов научно-практической конференции "Практика и перспективы применения ИПИ-технологий в производстве: Ульяновск: УГТУ, 2004. - С.83-87.
  6. Аверченков А.В. Автоматизация распознавания и идентификации конструкторско-технологических элементов деталей в интегрированных САПР / Аверченков В.И., Аверченков А.В. // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2005. - №4. - С. 7-15.
  7. Аверченков А.В. Разработка автоматизированной системы мониторинга и анализа распределенной информации в сети Интернет на основе мультиагентной стратегии / Аверченков А.В., Леонов Е.А., Кравцов Д.В. // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: информационные системы и технологии». - 2008. - №1 - 4/269 (544). - С. 127-133.
  8. Аверченков А.В. Использование советующей системы для решения проблемы выбора стратегий обработки элементарных поверхностей в интегрированных САПР / Аверченков А.В., Мартыненко А.А. // Единое образовательное пространство славянских государств в XXI веке: Проблемы и перспективы: Материалы III Междунар. науч. –практ. конф. (2-3 апр.2009 г., г. Брянск) / под ред. В.И. Аверченкова. – Брянск: БГТУ; СГА, 2009. – Т.2 - С. 165-167.
  9. Аверченков А.В. Принципы построения и использования высоких технологий в машиностроении / Аверченков В.И., Аверченков А.В. // Наука и производство – 2009: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (19-20 марта 2009 г., г. Брянск): в 2 ч./ под ред. С.П. Сазонова, П.В. Новикова. – Брянск: БГТУ, 2009. – Ч.2. - С. 104-107.
  10. Аверченков А.В. Организация коллективного доступа к высокотехнологичному оборудованию в инновационных центрах [Текст]. Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях: Материалы Междунар. науч. – практ . конф. (16-18 ноября 2009 г.,

г. Брянск) / под ред. В.И. Аверченкова. – Брянск, 2009. – С. 46-47.
  1. Аверченков А.В. Автоматизация производственных процессов в деятельности малого инновационного машиностроительного предприятия/ Аверченков А.В., Аверченкова Е.Э. // Информационные технологии в науке, образовании и производстве. ИТНОП-2010: материалы IV-й Международной научно-технической конференции, г. Орел, 22-23 апреля 2010 г. – в 5-ти т. Т. 3 / под общ. ред. д-ра техн. наук проф. И.С. Константинова. – Орел: ОрелГТУ, 2010. – С. 3-9.
  2. Аверченков А.В. Автоматизация процедур выбора стратегий обработки деталей в условиях малых инновационных предприятий / VII Международная конференция «Стратегия качества в промышленности и образовании» – Т. 1: Варна, Болгария, 2011. – С. 12–14



Аверченков Андрей Владимирович


АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ МАЛЫХ ИННОВАЦИОННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ


А в т о р е ф е р а т


Корректор Л.А. Скворцова


Подписано в печать ______ Формат 6084 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 2,0 Уч.-изд. л. 2,0

Тираж 100 экз. Заказ ____ Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Тел.: 24-95-70; 99-87-39, е-mail: izdat@sstu.ru