Модель процесса разборки сложной продукции с учетом особенностей ее состава и структуры | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №9 (68) июнь-2 2014 г.

Дата публикации: 04.06.2014

Статья просмотрена: 26 раз

Библиографическое описание:

Бахтенко Е. А. Модель процесса разборки сложной продукции с учетом особенностей ее состава и структуры // Молодой ученый. — 2014. — №9. — С. 112-116. — URL https://moluch.ru/archive/68/11504/ (дата обращения: 23.10.2018).

Рассмотрен процесс разборки сложной продукции, произведено математическое описание согласно модели, разрабатываемой автором. Представлены алгоритмы монтажа-демонтажа изделия с учетом доступности его компонентов.

Ключевые слова:математическое моделирование, граф, алгоритм, состав, структура, сложная продукция, доступность, производственный процесс.

1. Введение

Современная конкурентная бизнес-среда заставляет компании производить новые продукты как можно более эффективно.

Одними из основных ключевых моментов, определяющих вопрос общей эффективности производства, являются процессы разработки продукта [2].

Явной пользой для производства является возможность производить больше продукции с таким же количеством затраченных ресурсов, как и раньше. Чем больше эффективность процесса, тем больше продукции можно произвести при ограниченных ресурсах.

Это, как правило, достигается, когда в процессе разработки изделия, как проектной, так и практической, устраняются «узкие места». В настоящее время на производстве для решения этой задачи широко распространен модульный подход при проектировании и создании изделия. Также принцип модульности захватывает новые области промышленности, что подтверждают последние тенденции на рынках телекоммуникаций, микроконтроллеров и автопромышленности.

Новые области — это новые объекты автоматизации, открывающие простор для новых подходов при моделировании и организации единого информационного пространства, что в свою очередь является неоспоримым подтверждением актуальности рассматриваемой задачи.

Принципы модульного производства и проектирования, а также адаптивного производственного процесса, требуют гибкой и универсальной математической модели составного модульного (сложного) изделия. Математическая модель должен адекватно описывать состав и структуру, и позволять на её основе создавать удобные программные продукты для интеграции в единое информационное пространство предприятия [3].

2. Математическое моделирование сложной продукции и оценка адекватности полученных моделей

2.1. Введение понятий состава и структуры

В предыдущих статьях из этого цикла была предложена математическая модель, в основе которой лежит понятие состава продукта:

где i = 1.. n — определяет сколько тех или иных типов деталей в продукте;

detaili — коэффициент входимости для детали i.

Т. е. под продуктом понимается композиция деталей. Также предлагаемая модель учитывает, что детали могут быть заменяемы «кроссами», а само изделие может выступать как деталь более сложного продукта или иметь несколько версий-вариантов исполнения [1]. Другими словами, в рамках предложенной модели производится формализованное описание связей между установленным набором компонентов в контексте конструкторского замысла или проекта. А иллюстрирование самих отношений производится в виде графов. Например, основываясь на предлагаемой модели мы можем построить граф для определения доступности порядка процессов монтажа-демонтажа составных компонентов-деталей продукта.

В данной же статье, мы проанализируем адекватность предлагаемой модели структуры и компонентов продукта.

2.2. Описание процессов сборки/разборки

Для рассмотрения на практическом примере процессов сборки и разборки в рамках эксперимента возьмем виртуальный прибор, состоящий из десяти основных компонентов. В условиях реального производства это может быть любое типовое изделие.

Для иллюстрирования процесса и создания руководств рекомендуется использовать CAD систему Solid Works. Таким образом, на основе математической модели с использованием CAD систем можно генерировать руководства по сборке и разборке. Это не только позволит максимально быстро пополнить информационное обеспечение, но и повысит его доступность. Также можно дополнять уже имеющуюся базу альтернативными сценариями сборки и разборки изделия, и что не маловажно — создавать мульти-язычную базу, что в свою очередь особенно актуально для распределённых производств.

В данном примере отражена группировка — с компонентами «Деталь 3» будет связано единственное действие в процессе разборки, поэтому они в дальнейшем объединены в один блок.

Таблица 1

Пример сценария

Компонент/Временной интервал

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

Деталь 1

Деталь 2

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 4

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 5

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 3 (группа деталей A)

Деталь 6

Деталь 7

Деталь 8

Деталь 9

Деталь 10

Теперь необходимо присвоить идентификаторы. Каждой детали в составе изделия присваивается идентификатор, тем самым формируется состав изделия.

Перейдем к рассмотрению процедуры полной сборки/разборки изделия. Математическое описание этих процессов отличается незначительно — порядком действий и числом сценариев. В данном случае обратимся к процессу разборки, приняв положение о том, что существует единственный вариант. Хотя в действительности вариантов рассмотренной процедуры может быть как несколько, так и не быть вообще.

Таким образом мы составляем алгоритм, описывающий состав действий над объектами, последовательность этих действий и эффект при каждом шаге. Описание производится в виде {действие, объект; доступность, объект}, где действие может быть как простым, так и составным. В данном случае действие — съем детали.

Пусть разборка производится по следующему алгоритму:

1.                 Совершить действие с «Деталь 1» — d3; Доступна «Деталь 2» — d1.

2.                 Совершить действие с «Деталь 2» — d1; Доступна «Деталь 3» — d4.

3.                 Совершить действие с «Деталь 3» — d4; Доступны «Деталь 4» — d6, «Деталь 5» — d9, «Деталь 6» — d10.

4.                 Совершить действие с «Деталь 4» — d6; Доступна «Деталь 10» — d2.

5.                 Совершить действие с «Деталь 5» — d9; Доступна «Деталь 8» — d8.

6.                 Совершить действие с «Деталь 6» — d10; Доступна «Деталь 7» — d7.

7.                 Совершить действие с «Деталь 7» — d7;

8.                 Совершить действие с «Деталь 8» — d8;

9.                 Совершить действие с «Деталь 10» — d2; Доступна «Деталь 9» — d5.

2.3. Математическая постановка задачи описания доступности

Теперь мы перейти к рассмотрению графа доступности нашего виртуального продукта-изделия:

Рисунок 1. Граф доступности компонентов составного изделия

Представленный граф наглядно иллюстрирует, какие компоненты (или группы компонентов) и в какой последовательности необходимо снять, чтобы получить доступ к интересующей части изделия.

Данный граф задается:

-       Матрицей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

6

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

8

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

9

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

10

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

-       Матрицей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

5

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

6

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

8

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-       Матрицей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

2

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

6

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

7

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

8

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

9

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

10

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

-       Матрицей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

6

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

8

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-       Матрицей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

6

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

8

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-       Матрицей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

2

1

0

1

1

0

1

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

5

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

6

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

7

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

8

1

0

1

1

0

0

0

0

1

0

9

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

10

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

Мы получили матрицу , иллюстрирующую следующую закономерность: чтобы получить доступ для совершения действия к компоненту с номером i, в процессе разборки нужно снять все компоненты, у которых присвоенное значение по матрице в строке с номером i не равно нулю.

Поучаем число компонентов, которые мы должны снять, для выполнения условия обеспечения доступности для детали i — .

Из приведенного примера видно, что, например, для обеспечения доступности d5 нужно будет снять все остальные компоненты.

3. Заключение

Приведенная методика позволяет описать процессы монтажа-демонтажа составных компонентов сложной продукции на промышленном предприятии.

Отмечаем, что в условиях реального производства типового изделия по модульной технологии, процесс монтажа-демонтажа его компонентов производится также с учетом того, что само изделие может выступать как сложный компонент (подмножество) другого изделия более высокого уровня иерархии. Также процесс может быть усложнен дополнительными условиями физических ограничений производственной площадки и политикой предприятия.

Литература:

1.                  Бахтенко Е. А. Автоматизация процесса представления конструкторских данных на промышленном предприятии // Сборник статей по материалам XVIII-XIX международной заочной научно-практической конференции № 1–2(15). — М., Изд. «Международный центр науки и образования», 2014. — С. 56–60.

2.                  Бахтенко Е. А., Измайлов И. А. Организация информационной поддержки на промышленном предприятии // Труды Международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» — ИНФОРИНО-2014 (Москва, 15–16 апреля 2014 г.). — М.: Издательство МЭИ, 2014. — С. 27–30.

3.                  Латышев П. Н. Каталог САПР. Программы и производители: Каталожное издание. — М.: ИД СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 736 с.:ил.

Основные термины (генерируются автоматически): деталь, группа деталей, действие, CAD, процесс разборки, сложная продукция, математическая модель, матрица, компонент, единое информационное пространство.


Похожие статьи

Математические модели управления рабочими режимами...

Целью данной работы является разработка программно-аппаратного комплекса (ПАК), имеющего набор программных средств для реализации единого информационного пространства, включающего в себя математические модели СВЧ электротехнологических процессов и...

Моделирование обработки сложной поверхности детали...

На основе вышеприведенного математического описания разработана компьютерная модель обработки сложной поверхности детали РИ дискового типа.

Кроме модуля компьютерного моделирования в состав системы входит информационно-справочная система (ИСС)...

Интенсификация процесса проектирования одежды

Массив 1 — это матрица, содержащая числовые значения размерных признаков фигур

Математическая модель процесса моделирования представляет собой некоторое

Если деталь изменению не подвергается, действия от начала основного блока переходят на начало...

Компьютерное моделирование в России | Статья в журнале...

CAD (Computer Aided Design) — конструирование с использование компьютерных технологий и

Третий уровень: здесь программные продукты, представляющие собой сложные

– PLM (Product Lifecyle Management) — единое информационное пространство, образованное на...

Проблема применения математического моделирования...

Данные действия необходимы в условиях системного кризиса

 большая адекватность между математической моделью и физической сущностью описываемого процесса

Восстановление металлизацией деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Ключевые аспекты имитационного моделирования сложных...

Имитационное моделирование сложных систем является частным случаем математического моделирования.

Имитационная модель является логико-математическим описанием объекта.

СС рассматривают как единую совокупность элементов, которая характеризуется...

Информационно-кибернетические исследования...

Информационно-кибернетические исследования и проектирования сложных систем.

математическая модель; ограничения, накладываемые как на параметры задачи

Где А — заданная матрица размерности m x n, а — нижняя и верхняя границы изменения компоненты...

Математическое моделирование и бизнес-анализ в практической...

Фирмы или группа фирм устанавливают заниженные цены и работают в убыток для того, чтобы освободить пространство на рынке.

Экономико-математические модели являются лишь вспомогательными элементами в сложном процессе взаимодействия вычислительных машин...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Математические модели управления рабочими режимами...

Целью данной работы является разработка программно-аппаратного комплекса (ПАК), имеющего набор программных средств для реализации единого информационного пространства, включающего в себя математические модели СВЧ электротехнологических процессов и...

Моделирование обработки сложной поверхности детали...

На основе вышеприведенного математического описания разработана компьютерная модель обработки сложной поверхности детали РИ дискового типа.

Кроме модуля компьютерного моделирования в состав системы входит информационно-справочная система (ИСС)...

Интенсификация процесса проектирования одежды

Массив 1 — это матрица, содержащая числовые значения размерных признаков фигур

Математическая модель процесса моделирования представляет собой некоторое

Если деталь изменению не подвергается, действия от начала основного блока переходят на начало...

Компьютерное моделирование в России | Статья в журнале...

CAD (Computer Aided Design) — конструирование с использование компьютерных технологий и

Третий уровень: здесь программные продукты, представляющие собой сложные

– PLM (Product Lifecyle Management) — единое информационное пространство, образованное на...

Проблема применения математического моделирования...

Данные действия необходимы в условиях системного кризиса

 большая адекватность между математической моделью и физической сущностью описываемого процесса

Восстановление металлизацией деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Ключевые аспекты имитационного моделирования сложных...

Имитационное моделирование сложных систем является частным случаем математического моделирования.

Имитационная модель является логико-математическим описанием объекта.

СС рассматривают как единую совокупность элементов, которая характеризуется...

Информационно-кибернетические исследования...

Информационно-кибернетические исследования и проектирования сложных систем.

математическая модель; ограничения, накладываемые как на параметры задачи

Где А — заданная матрица размерности m x n, а — нижняя и верхняя границы изменения компоненты...

Математическое моделирование и бизнес-анализ в практической...

Фирмы или группа фирм устанавливают заниженные цены и работают в убыток для того, чтобы освободить пространство на рынке.

Экономико-математические модели являются лишь вспомогательными элементами в сложном процессе взаимодействия вычислительных машин...

Задать вопрос