11.3. Виды оптимизации технологических процессов

Задача оптимизации ТП является комплексной и требует про­ведения анализа и выбора технологических решений на различ­ных уровнях проектирования. Она обеспечивает минимальные зна­чения приведенных затрат с одновременным соблюдением ряда технических ограничений.

Различают три вида оптимизации ТП:

1) структурную оптимизацию — выбор оптимального техно­логического маршрута, операции, перехода, вида и методов изго­товления заготовки, способов базирования, оборудования, приспо­соблений, инструмента и т. д.;

2) параметрическую оптимизацию — выбор оптимальных параметров: допусков на межоперационные размеры, припусков, ре­жимов резания, геометрических размеров режущего инструмента и др.

3) структурно – параметрическую, которая представляет собой комбинацию двух первых.

Последний вид оптимизации отражает комплексный подход к процессу автоматизированного проектирования и является наиболее сложным. Так, при параметрической оптимизации необходимо иметь решение о выборе структуры соответствующего уровня. В то же время структурная оптимизация требует знания значений параметров, входящих в соответствующую структуру. Это противоречие может быть устранено при построении алгоритмов оптимизации техно­логических процессов за несколько итераций.

С точки зрения структурного описания уровней ТП различают этапы проектирования маршрута, операции и переходов. Здесь возможны два подхода к построению принципиальной схемы тех­нологического процесса:

1) маршрут операция переход;

2) переход операция маршрут.

В первом случае производится последовательный синтез сначала вариантов принципиальных схем обработки, а затем вариантов маршрута и операции. На каждом последующем этапе решения предыдущего этапа детализируются (как правило, в нескольких вариантах). Второй подход основан на анализе отдельных поверх­ностей и проектировании переходов их обработки. Далее переходы упорядочиваются в операции, а операции упорядочиваются в маршрут обработки детали.

Главной особенностью оптимизации технических решений в рассмотренных подходах является необходимость использования на всех уровнях различных критериев оптимальности. Анализ этих критериев показывает, что с точки зрения согласования оптималь­ных решений разных уровней предпочтительнее разработка про­цессов от наиболее общих вопросов к их детализации, что больше свойственно первому подходу. При этом возникает задача полу­чения оптимального решения при проектировании ТП в целом за счет оптимизации отдельных технологических решений на всех уровнях проектирования.

Для реализации рассматриваемого процесса проектирования в САПР ТП используется итерационный многоуровневый процесс оптимизации, содержанием которого является многократное повто­рение процедур анализа, синтеза и оценки. Анализ исходных дан­ных, условий и ограничений позволяет установить границы области возможных технологических решений. С помощью процедур син­теза получают технологические решения, допустимые по совокуп­ности граничных условий. Лучшие по некоторому критерию решения отбираются процедурами оценки.