Проектирование на базе УТП возможно с использованием групповых или типовых процессов-аналогов.

Использование ГТП предполагает наличие на предприятии групповой технологии, системы технологических классификаторов деталей, оборудования, ТП и пр., а также собственно САПР типа "Адрес". Проектирование сводится к нахождению аналога (по технологическим характеристикам) заданной детали и соответствующего ГТП. При расхождении заданной и комплексной деталей проводится корректировка (часто в режиме диалога) ГТП.

Использование ТТП предполагает классификацию деталей и их элементов по конструктивным признакам. Соответственно можно выделить следующие уровни использования типовых ТП:

а) элементарные ТТП. Разрабатываются на отдельные поверхности или устойчивые сочетания таких поверхностей (зубья, шпоночные пазы и пр.). Любая деталь представляет собой сочетание элементарных поверхностей, поэтому элементарные ТТП служат базой для разработки операционных ТТП, а также используются в синтезе ТП.

б) операционные ТТП. Характерны для изготовления деталей родственных групп и сочетаний элементарных поверхностей. На каждую типовую операцию составляется операционная карта, которая используется при разработке маршрутных ТТП.

в) маршрутные ТТП. Используются как инструктивные и руководящие материалы, включают прогрессивные на данный момент решения. Этапы разработки и решаемые на них задачи указаны в ГОСТ 14.303-73. Этот список уточняется разработчиком в зависимости от конкретных условий производства.

К общим недостаткам метода заимствования относится возможность получить не лучший ТП, а лучший из имеющихся в базе данных.

Метод синтеза

Синтез ТП производится на 3-х уровнях:

1. Синтез маршрута - на основе конструкторско-технологического классификатора деталей и основных этапов производственного процесса.

2. Синтез ТО:

а) определяются схемы базирования и установки;

б) выбираются оборудование и приспособления;

в) определяется последовательность переходов;

г) определяются нормы времени на ТО;

д) рассчитывается себестоимость на ТО;

е) оформляется технологическая документация.

3. Синтез переходов:

а) расчет припусков и операционных размеров;

б) выбор режущего инструмента;

в) выбор вспомогательного инструмента;

г) выбор измерительного инструмента;

д) расчет режимов резания;

е) расчет основного времени на переходы.

Можно выделить два подхода к синтезу ТП:

1. Синтез сверху (нисходящее проектирование), то есть генерирование вариантов решений от уровня маршрута до уровня переходов.

Как правило, это проектирование с процессом-прототипом, причем подобранный прототип не содержит всего состава элементов (операций, переходов), которые нужны для изготовления данной детали. При проектировании прототип перерабатывается с учетом элементарных ТТП.

2. Синтез снизу (восходящее проектирование). Проектирование выполняется последовательно, начиная с уровня переходов с выходом на операции и, в конечном итоге, маршрут. Проектирование ведется без прототипа, опираясь на общие закономерности технологии и эвристики. Широко используются элементарные ТПП. Из-за обязательного многообразия вариантов на каждом этапе необходимы достоверные критерии оценки решений и возможность корректировки предыдущих этапов. Наиболее распространенный режим проектирования - диалоговый.

2. Методы расчета производительности машин-автоматов и их систем.

Расчет и анализ производительности оборудования являются наиболее специфичной задачей именно при автоматизации производственных процессов по следующим причинам:

1) Производительность автомата — главный фактор (причина) его создания.

2) Автоматические машины и их системы, как правило, специальное оборудование. Даже на крупных заводах имеется не более 1 .2 параллельно работающих систем, и если они не обеспечат требуемый выпуск продукции, то это приведет к катастрофическим результатам. Для универсального оборудования нетрудно в критической ситуации увеличить выпуск продукции за счет организационных мероприятий (например, работа в третью смену, выходные) или установки дополнительных станков (сравнительно быстро). Для автоматических машин эти решения неприемлемы.

Возможны 6 состояний рабочей машины:

1. Машина работает, выполняя заданный ТП (совершает рабочие ходы).

2. Машина работает, выполняя вспомогательные ходы (холостые ходы).

3. Машина работает, но производит брак.

4. Машина не работает из-за отказов (по собственным причинам).

5. Машина не работает из-за отсутствия чего-либо (по организационным причинам: нет второй или третьей смены, различные перерывы, нет энергии, заготовок, оператора, наладчика и пр.).

6. Машина не работает, так как находится под переналадкой.

Только 1 состояние считается производительным, остальное — потери. Перед началом проектирования машины-автомата (тем более системы автоматов) ТП обычно уже разработан, то есть известно время рабочих ходов tр.

Для расчета производительности машин-автоматов и их систем составляют модели производительности машин:

Математическую основу ТПМ составляют уравнения, связывающие производительность непосредственно с технологическими, конструкционными и эксплуатационными параметрами машин. Метод получения таких уравнений следующий.

Для данного типа оборудования (автомат, АЛ, ОЦ и т. д.) выделяют группу параметров, которые в данном случае являются предметом анализа или расчета (X1, X2, .,Хn). Затем, путем инженерного анализа отыскивают частные функциональные зависимости всех элементов затрат времени от этих параметров:

tр = f1 (Х1, Х2, ., Xn);

tx = f2 (X1, X2, ., Xn);

åtc = f 3 (X1, X2, .,Xn);

åtорг = f4 (X1,X2, ., Xn);

åtпер = f5 (X1, X2, ., Xn).

Далее, подставляем эти частные зависимости в формулу производительности и получаем искомую модель

Qф = f (X1, X2, ., Xn).

При необходимости это уравнение решают относительно какого-либо из входящих параметров в зависимости от поставленной задачи. В следующем разделе на конкретных примерах будет показано применение этой методики.

Для вывода частных зависимостей будем используется формула общего вид:

tp – рабочие хода, tx-холостые хода, tвсп — вспомогательное время (разгрузка, загрузка), g - коэффициент выхода годной, — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу продукции;