Разработка математической модели маршрута изготовления изделий машиностроения

Цель – создание математической модели, описывающей процесс формирования маршрута изготовления (расцеховки) изделий машиностроения на основе 3D-модели, позволяющей снизить стоимость конечного изделия. Объектом исследования явился маршрут изготовления (расцеховка) изделий машиностроения. Для реализации работы разработанной математической модели использованы 3D-модели, спроектированные в системе Siemens NX, которые далее импортируются в формат *stp и распознаются спроектированным модулем, написанным на языке программирования Phyton. Определены взаимосвязи производственной среды, оказывающие влияние на формирование маршрута изготовления изделий машиностроения. Разработана схема алгоритма взаимосвязи «конструктивный элемент – технологическая операция – средства технологического оснащения (оборудование-инструмент)». По результатам тестирования сформированной математической модели установлено, что использование нейросетей как инструмента для реализации и автоматизации работы инженератехнолога при разработке маршрута изготовления изделий машиностроения имеет ряд преимуществ перед стандартной схемой работы, это снижение времени на разработку маршрута и снижение себестоимости разработки конечного изделия. К основному ограничению использования на практике разработанной модели можно отнести слишком сложную геометрию некоторых конструктивных элементов, входящих в состав детали, что не позволяет составить алгоритм распознавания их структуры. Использование прототипа нейросети в автоматическом режиме целесообразно для относительно простых деталей (имеющих в своем составе отбортовку, отверстие, фаску, скругление). Но так как количество простых с точки зрения распознавания деталей может достигать 40% среди номенклатуры изготавливаемых деталей, то и уменьшение времени разработки технологического процесса по сравнению с традиционным будет составлять 10–25% от общего времени технологической подготовки.

1. Govorkov A.S. Technique of designing of the product of aviation technics with maintenance of the set criteria of adaptability to manufacture // Journal of International Scientific Publications: Materials, Methods & Technologies. 2011. Vol. 5. Part. 3. P. 156–161.

2. Govorkov A., Zhilyaev A. The estimation technique of the airframe design for manufacturability // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2016. Vol. 124. Iss. 1. P. 012014. https://doi.org/10.1088/1757-899X/124/1/012014

3. Малыгин А.Н. Модернизация предприятий судостроения и судоремонта на основе внедрения автоматизированных информационных технологий // Juvenis Scientia. 2017. № 7. С. 26–29.

4. Lychagin D.V., Walter A.V., Arkhipova D.A., Lasukov A.A. Systematic classifier of manufacturing processes for medium size shafts // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2016. Vol. 125. Р. 012030. https://doi.org/10.1088/1757-899X/125/1/012030

5. Бурмистров Е.Г., Михеев Т.А. Проблемы внедрения автоматизированных систем управления проектами на судостроительных и судоремонтных предприятиях // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. 2017. Вып. 52. С. 73–79.

6. Rabinskiy L.N., Ripetskiy A.V., Zelenov S.V., Kuznetsova E.L. Analysis and monitoring methods of technological preparation of the additive production // Journal of Industrial Pollution Control. 2017. [Электронный ресурс]. URL: https://www.icontrolpollution.com/articles/analysisand-monitoring-methods-of-technologicalpreparation-ofthe-additive-production.php?aid=86082&view=mobile (12.03.2020).

7. Svetlík J., Baron P., Dobránsky J., Kočiško M. Implementation of computer system for support of technological preparation of production for technologies of surface processing // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 613. P. 418–425. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.613.418

8. Burdo G.B. Improving the technological preparations for manufacturing production // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37. Iss. 1. P. 49–56. https://doi.org/10.3103/S1068798X17010051

9. Tkachev A.A., Ivanenko Yu.G., Zarubin V.V., Olgarenko I.V. Automation of water distribution man-agement during the reconstruction of main irrigation canals // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2019. Vol. 537. Iss. 3. P. 032070. https://doi.org/10.1088/1757-899X/537/3/032070

10. Зяблов О.К., Фунтикова Е.В. Автоматизация технологической подготовки судоремонтного производства // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. 2014. № 38. С. 49–53.

11. Сахаров В.В., Кузьмин А.А., Чертков А.А. Алгоритм принятия оптимальных решений в судоремонте с применением матрицы Крылова // Вестник государственного университета морского и речного транспорта имени адмирала С.О. Макарова. 2014. № 3. С. 81–89.

12. Зяблов О.К., Кочнев Ю.А. Разработка системы автоматизированного проектирования технологических процессов ремонта судов внутреннего плавания // Речной транспорт (XXI век). 2017. № 2. С. 43–45.

13. Reş M.-D., Bresfelean V.P. Means to enhance the performance of ERP systems’ personalized production modules // Emerging Markets Queries in Finance and Business. 2014. Vol. 15. P. 262–270. https://doi.org/10.1016/S2212-5671(14)00499-7

14. Grechishnikov V.A., Khusainov R.M., Akhkiyamov D.R., Yurasov S.Yu., Yurasova O.I. Identifying the primary rigidity axes in the elastic system of a metal-cutting machine // Russian Engineering Research. 2016. Vol. 36. No. 8. P. 673–676. https://doi.org/10.3103/S1068798X16080104

15. Khusainov R.M., Sharafutdinov I.F. Methods of assessing the dynamic stability of the cutting process using UNIGRAPHICS NX // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2016. Vol. 134. No. 1. Р. 012042. https://doi.org/10.1088/1757-899X/134/1/012042

16. Krastyaninov P.M., Khusainov R. Selection of equipment for machining processing of parts using NX and TEAMCENTER programs // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2016. Vol. 134. No. 1. Р. 012041. https://doi.org/10.1088/1757-899X/134/1/012041

17. Говорков А.С., Жиляев А.С. Практическое применение «Системы анализа технологичности» при проведении технологического контроля изделия авиационной техники // Труды Московского авиационного института. 2014. № 74. P. 21.

18. Subrahmanyam S., Wozny M. An overview of automatic feature recognition techniques for computer-aided process planning // Computers in industry. 1995. Vol. 26. P. 1–21.

19. Akhatov R., Govorkov A., Zhilyaev A. Software solution designing of «The analysis system of workability of industrial product» during the production startup of aeronautical products // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Vol. 10. No. 21. P. 42560‒42562.

20. Говорков А.С., Ахатов Р.Х. Анализ технологичности изделия авиационной техники на основе информационного образа изделия // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 6. С. 285–292.