Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Аверченков Андрей Владимирович. Автоматизация технологической подготовки производства для малых инновационных предприятий в машиностроении: автореферат дис. ... доктора технических наук: 05.13.06 / Аверченков Андрей Владимирович;[Место защиты: ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»].- Саратов, 2012.- 37 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. В современных российских условиях в машиностроительной отрасли сложилась ситуация, при которой большинство крупных промышленных предприятий, успешно существовавших до начала девяностых годов, оказались не в состоянии выживать в конкурентной среде. Среди причин неудач необходимо особо выделить тотальное устаревание технической базы, необходимость содержать ряд малоэффективных подразделений, длительный цикл подготовки производства новых изделий, отсутствие крупных оборотных средств, высокий средний возраст инженерных кадров.

В настоящее время, из крупных машиностроительных предприятий наилучшим образом себя чувствуют предприятия, работающие на оборонные отрасли или по государственным заказам, с редко изменяющимся номенклатурным рядом продукции и ограниченно участвующие в конкурентной борьбе. В связи с этим, особое место стали занимать активно создаваемые машиностроительные малые инновационные предприятия (МИП), которые даже в кризисных условиях имели возможность успешно конкурировать на рынке, развиваться и приносить прибыль.

Среди этих предприятий наиболее перспективными показали себя МИП, использующие во всех сферах их деятельности современные информационные технологии, среди которых особое место занимают вопросы автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства, реализуемые в виде различных CAD/CAM/CAE-систем и прикладных автоматизированных систем. При этом, как показал анализ при оценке их конкурентоспособности, наиболее важными вопросами для МИП в управлении производством являются вопросы автоматизации ТПП, что говорит об актуальности проведенного диссертационного исследования.

Представленное диссертационное исследование базируется на работах советских и российских ученых в областях автоматизации технологической подготовки производства, технологии машиностроения, режущего инструмента и технологических приспособлений, теории резания, теории разработки информационных автоматизированных систем. В частности, стоит отметить таких ученых, как Базров Б. М., Балакшин Б.С., Безъязычный В.Ф., Бочкарев П.Ю., Бржозовский Б.М., Васильев А.С., Волков Д.И., Волчкевич Л.И., Воронов А.Г., Гатчин Ю.А., Горанский Г.К., Григорьев С.Н., Емельянов, С.Г., Желобов А.А., Иноземцев А.Н., Капустин Н.М., Кондаков А. И., Корчак С.Н., Корсаков В.С., Кутин А.А., Малов А.Н., Митрофанов В.Г., Митрофанов С.П., Павлов В.В., Пуш А.В., Рыжов Э.В., Соломенцев Ю.М., Смоленцев В.П., Султан-Заде Н.М., Суслов А.Г., Федонин О.Н., Федоров В.П., Цветков В.Д., Шаумян Г.А., Шептунов С.А., , Яблочников Е.И. Ящерицын П.И. и др.

Объект исследования процесс технологической подготовки производства МИП в машиностроении.

Предмет исследования автоматизированные системы, используемые в процессе технологической подготовки производства МИП в машиностроении.

Цель работы – повышение эффективности деятельности МИП в машиностроении за счет автоматизации ТПП на основе формализации процедур выбора и реализации технологических и организационно-технических решений.

Для достижения цели исследования решены следующие задачи.

  1. Решена научная проблема автоматизации процесса технологической подготовки производства малых инновационных предприятий за счет интеграции существующих и комплекса разработанных автоматизированных подсистем в рамках АСТПП.

  2. Разработан метод идентификации и распознавания конструкторско-технологических элементов деталей на основе 3D-модели и 2D-чертежа, достоверно подтвержденный разработанным программным комплексом интеграции CAD-систем и САПР ТП.

  3. Создан новый научно обоснованный подход к построению автоматизированной системы выбора прогрессивного режущего инструмента на примере токарного инструмента со сменными неперетачиваемыми пластинами в условиях малых инновационных предприятий.

  4. Предложена теория построения инструментальной стратегии обработки и созданы методы ее автоматизированного выбора для элементарных поверхностей деталей.

  5. Предложен метод выбора рационального использования режущего инструмента в процессе формообразования на основе нечеткой логики, как кинематической стратегии обработки, для основных элементарных поверхностей, на примере токарной обработки.

  6. Предложен научно-обоснованный подход к созданию малых машиностроительных научно-исследовательских инновационных предприятий при университетах по 217 ФЗ от 02.08.09, как современных интеграционных структур, обеспеченных комплексом технологических, информационных и программных средств. Рассмотрено построение АСТПП и АСНИ таких предприятий и их интеграция в сферу промышленного производства РФ.

Методы исследования базируются на методах теории нечетких множеств, теории решения многокритериальных задач на нечетком множестве альтернатив, математической логики, технологии машиностроения, теории автоматизации и управления технологическими процессами и производствами. Исследования проводились с учетом государственных стандартов и рекомендаций.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Предложен и обоснован метод комплексной автоматизации процесса технологической подготовки производства для малых машиностроительных инновационных предприятий, основанный на пересмотренном подходе к технологическому проектированию и применении созданного информационного и программного обеспечения.

  2. Разработан метод интеграции CAD-систем и САПР ТП, позволяющий сократить время на ТПП машиностроительных МИП за счет решения научной задачи автоматизированной подготовки исходных данных для проектирования технологических процессов в САПР ТП, на основе распознавания и идентификации конструкторско-технологических элементов деталей из 3D-модели и 2D-чертежа детали с применением теории нечетких множеств и нечеткой логики.

  3. Предложен и обоснован метод выбора рационального металлообрабатывающего инструмента в условиях малых машиностроительных инновационных предприятий на основе способов решения многокритериальных оптимизационных задач в условиях различной важности критериев достижения максимума целевой функцией. Метод апробирован на токарном инструменте со сменными неперетачиваемыми пластинами.

  4. Обоснована необходимость введения в ТПП МИП термина «инструментальная стратегия обработки», применительно к элементарным поверхностям деталей для учета возможностей современного высокотехнологичного металлообрабатывающего оборудования. Решена научная задача автоматизации процедуры выбора инструментальной стратегии обработки применительно к элементарным поверхностям в условиях интеграции с АСТПП для малых инновационных предприятий на основе многокритериального выбора в условиях определенности.

  5. Предложена новая методология создания интеграционных структур и методы построения автоматизированных систем научных исследований на базе малых инновационных предприятий, созданных при университетах по 217 ФЗ от 02.08.09 г. и направленных на обеспечение научных исследований прикладных задач современного автоматизированного машиностроительного производства.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

  1. В результате выполненных исследований получило дальнейшее развитие следующее направление науки в области автоматизации и управления технологическими процессами и производствами в машиностроении - автоматизация технологической подготовки производства (в частности: предложен новый научный подход к эффективной организации автоматизированной системы технологической подготовки производства малых машиностроительных инновационных предприятий, предложен новый метод интеграции конструкторских проектных модулей и систем проектирования технологических процессов, разработан метод выбора рационального режущего инструмента со сменными неперетачиваемыми пластинами для токарной обработки в условиях малых машиностроительных инновационных предприятий, введены термины инструментальная и кинематическая стратегии обработки элементарных поверхностей, научно обоснована их необходимость, предложены научные подходы по выбору наилучшей инструментальной и кинематической стратегий обработки).

  2. На основе разработанного и научно обоснованного подхода, а также предложенных методов разработаны автоматизированные системы распознавания и идентификации конструкторско-технологических элементов деталей, выбора рационального токарного инструмента со сменными неперетачиваемыми пластинами, выбора инструментальной стратегии обработки элементарных поверхностей, выбора кинематической стратегии обработки элементарных поверхностей.

  3. Разработаны автоматизированные системы обеспечения наукоемких видов деятельности созданных при университетах по 217 ФЗ от 02.08.09 малых инновационных предприятий (в частности: АСНИ в виде виртуальной лаборатории сканирующей микроскопии с доступом к экспериментальной установке через Интернет и автоматизированная система мониторинга научно-технической информации в Интернет в области конструкторско-технологической подготовки производства для машиностроительных МИП).

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований и разработанные программные комплексы нашли широкое применение в деятельности ряда машиностроительных МИП: ООО «ИЦ ВТМ», ООО «Техальянс», ООО «Ультра-плюс», ООО «МТК», ООО «Элемент», ООО «БЗЖТ», ООО «БИС», ООО «КанКор», ООО «Росгидротех», ООО «Спецсервис», что подтверждается соответствующими справками и актами о внедрении. В учебном процессе ФГБОУ ВПО «БГТУ» результаты внедрены на кафедрах "Компьютерные технологии и системы" и "Технология машиностроения" при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по дисциплинам "CAD-CAM системы", "Технология автоматизированного производства", "САПР ТП". Получен патент на полезную модель «Аппаратно-программный комплекс для управления удаленным оптическим микроскопом» №110842 от 27.11.2011 г. Получены свидетельства о регистрации электронных ресурсов № 16063 «Автоматизированная БД режущего инструмента для токарной обработки» от 10.08.2010 г., №17089 «Автоматизированная база данных для информационной поддержки деятельности инновационных предприятий в области высоких технологий в машиностроении» от 20.05.2011 г.

Результаты работы стали основой проведенных НИР:

грант Президента РФ (под руководством автора) «Разработка теории и методов принятия инновационных решений при автоматизированном проектировании процессов изготовления наукоемких изделий» (МК-417.2010.8);

НИР «Исследование и развитие новых механизмов интеграции научной и образовательной деятельности в рамках инновационных центров наукоемких технологий» (гос. рег. № 01 2009 54252, заказчик Минобрнауки);

НИР «Разработка математических моделей, информационного и программного обеспечения для поддержки инновационных решений в области высоких технологий наукоёмких производств» (гос. рег. №01 2009 64010);

НИР «Разработка теории построения инструментальной среды создания многоагентных систем интеллектуализации поиска и анализа данных в глобальных вычислительных сетях» (гос. рег. № 01 2009 54253, Минобрнауки);

НИР «Консультационные услуги по проектированию технологической оснастки для штамповки стекольных изделий» (НИР № 1455У);

НИР «Разработка отраслевой системы доступа к информационным ресурсам научного и образовательного назначения по приоритетным направлениям развития науки и техники в области искусственного интеллекта и CALS-, CAD-, CAM-, CAE-технологий» (гос. рег. № 01 2006 05586);

Апробация работы. Основные научные и практические результаты работы докладывались и обсуждались на кафедре «Технология машиностроения» ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический институт им. В.Г. Шухова», на расширенном заседании кафедры «Технология машиностроения» ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет», на расширенном заседании кафедры «Конструирование и компьютерное моделирование технологического оборудования в машино- и приборостроении» (в присутствии кафедр «Проектирование технических и технологических комплексов» и «Автоматизация и управление технологическими процессами» ФГБОУ ВПО «Саратовский государственных технический университет», на международных научных конференциях "Качество и ИПИ-технологии" в 2002 г. в г. Москве, на международной научно-технической конференции "Обеспечение качества технологического проектирования в условиях интегрированных САПР. Контактная жесткость. Износостойкость. Технологическое обеспечение." в 2003 г. в г. Брянске, на межрегиональной научно-технической конференции "Информационные технологии, энергетика и экономика" в 2004 г. в г. Смоленске, на 9-й Международной научно-технической конференции АТМ , 25-29 мая 2009 г., г. Ялта, на Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений» в г. Рыбинск, в 2009 г., на международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях» в г. Брянск, в 2009 г., на V Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» в г. Варна, Болгария, в 2009 г., на IV Международной научно-технической конференции «Наука, техника и технологии XXI века (НТТ-2009)» г. Нальчик, в 2009 г., на четвертой всероссийской научно практической конференции «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» в г. Оренбург, в 2009 г., . на IV-й Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и производстве. ИТНОП-2010» в г. Орел, в 2010 г., на международной научно-технической конференции «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности» в г. Могилев в 2010 г., . на международной научно-технической конференции «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки» в г. Минск, в 2011 г., на VII Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» в г. Варна, Болгария, в 2011 г.и других.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 76 работ, в том числе 70 статей и тезисов докладов на конференциях (из них 17 в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов докторских диссертаций), 2 монографии, 2 учебных пособия, 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 250 наименований, 9 приложений, основная часть содержит рисунки, формулы и таблицы.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net