3 Методика разработки базы данных

3.1 Постановка задачи проектирования

Объектом изучения в данной работе являются технологические процес­сы (ТП) изготовления одежды пальтово-костюмного ассортимента.

Особенностью проектирования ТПШИ является то, что ТП, как прави­ло, формируется на основе существующих методов обработки отдельных дета­лей и узлов изделия. При запуске в производство новых моделей швейных из­делий технолог не проектирует, а лишь выбирает на базе имеющихся наибо­лее эффективные варианты обработки деталей и узлов изделия с учетом кон­кретных условий производства. Процесс проектирования на каждом этапе представляет собой сложную задачу, которая сводится к выбору методов об­работки отдельных узлов и деталей, содержащихся в БД. Многообразие раз­личных методов обработки деталей и полуфабрикатов швейных изделий, раз­личный состав оборудования и приспособлений на предприятиях приводит к тому, что одно и то же швейное изделие изготовляется с помощью различных технологических процессов. В связи с этим возникает сложная многоуровне­вая задача выбора наиболее рационального технологического процесса изго­товления швейного изделия с учетом конкретных условий производства, ко­торая описана выражением (1):

,

где Ропт—оптимальное решение;

Рд — зона допустимых технологических решений:

Рв — зона возможных технологических решений.

Процесс проектирования ТПШИ можно представить в виде схемы, представленной на рисунке 9.

Рисунок 9 - Процесс проектирования ТПШИ

Первый уровень этой системы составляет исходная информация, со­держащая возможные методы обработки изделия заданного ассорти­мента из различных материалов (основных и вспомогательных).

На следующем уровне в процессе выполнения определенных процедур на первом этапе определяется область допустимых технологических решений.

К допустимым методам обработки относят методы, которыми можно изготовить данное изделие на конкретном предприятии.

В качестве ограничений, определяющих допустимые варианты техно­логического процесса, выступают:

- ограничения на оборудование, приспособления и вспомогательные ма­териалы, которые не могут быть использованы в проектируемом тех­нологическом процессе;

- данные о составе и количестве имеющегося оборудования, приспособ­лениях на предприятии.

На втором этапе из области допустимых решений определяются пред­варительные (альтернативные) решения, предназначенные для определения оптимального решения.

Оптимальный вариант выбирается с учетом совокупности показателей. Чаще всего показателем оценки оптимальности технологического процесса является трудоемкость изготовления изделия [18].

На третьем уровне происходит формирование выходных технологиче­ских документов (технологические операционные карты, технологические по­следовательности и другие).

Для систематизации этих данных и оперативного выполнения процесса технологической подготовки производства необходима разработка БД .

3.2 Структурная, информационная и функциональная модели технологического процесса

Технологическая подготовка производства обеспечивает формирование необходимой информации о последовательности и содержании работ по обеспечению производства изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. Цель подсистемы технологической подготовки заключается в разработке всей технологической документации о последовательности и содержании работ по изготовлению швейных изделий в количестве и ассортименте определенном на оптовой ярмарке, при минимально возможных затратах на ее изготовление в установленные сроки. При определении последовательности работ по выпуску швейных изделий необходимо, кроме выбора технологического процесса, сформировать информацию о потребном числе рабочих, единиц оборудования и количестве материалов.

Для полного описания процесса проектирования ТПШИ разрабатывают функциональную, структурную и информационную модели [20].

Структурная модель системы отражает структуру процесса производст­ва, позволяет выявить состав подсистем, стадийность их проектирования, а также общую последовательность работы подсистем, круг задач, функциони­рующих в них, взаимосвязь любых элементов, рассматриваемых как целое, и служит основой для согласования материальных информационных потоков, т.е. позволяет улучшить систему управления [21].

Информационная модель описывает преобразование информации в каждой подсистеме, информационные потоки как внутри системы, так и между ними. Информационное моделирование является одним из основных методов системно-структурного исследования, при котором учитывается как смысловая сторона, так и количественная характеристика информации, содержащейся в системе. В процессе моделирования первичная обработка информации приводит к разработке математической модели и в дальнейшем к алгоритму решения проблемы. С ее помощью можно также определить достаточность или избыточность информации, необходимой для функционирования всей системы или подсистем, выявить основные элементы подсистем, в которых накапливается и преобразуется информация, скоординировать потоки информации, определить их объем, устранить дублирования и тем самым улучшить управление производством.

На рисунке 7 приведена структурно-функциональная модель преобразования информации задачи проектирования ТПШИ. Вход системы составляет исходная информация Иⁱ_j о материалах, сырье, энергии, информации и т.п. Внутри системы в процессе выполнения определенных процедур (Fj) исходные данные преобразуются в рабочие информационные массивы (ИМⁱ_j), которые содержат результаты выполнения этапов проектирования, предназначенные для использования в последующих этапах. Далее из рабочих информационных массивов формируется выходная информация (ИВⁱ_j) процесса проектирования ТПШИ.

Рисунок 7 - Структурно-функциональная модель преобразования информации задачи проектирования ТПШИ

Общая схема преобразования информации может быть описана совокупностью соотношений:

где i - номер подсистемы

j - порядковый номер.

В соответствии с методами системных исследований операция проектирования разбивается на этапы, которые выполняют определенную функцию (Fi) и в то же время подчиняются главной цели – технологической подготовке производства. Также устанавливаются связи между этапами и информационными массивами.

На первом этапе технологической подготовки производства проводятся предпроектные исследования F₁ для всестороннего изучения требований и ограничений как со стороны потребителей, так и со стороны производства. Данная информация переводится в информационные массивы в виде каталогов методов обработки, материалов и оборудования и в виде выходной информации может быть представлена соответствующими справочниками.

На втором этапе составляют характеристики модели изделия F₂. По модели, представленной в результате конструкторской подготовки производства в виде эскиза и описания модели, с помощью классификатора представляется формализованное в виде кода описание модели, включающее описание внешнего вида, материала, а также художественно-конструктивные признаки (ХКП) изделия.

На основании этого кода, каталога материалов и фурнитуры на третьем этапе F₃ производится выбор пакета материалов, удовлетворяющих заданным характеристикам, режимов технологической и влажно-тепловой обработки изделия.

На следующем этапе F₄ определяют область допустимых решений сборки проектируемого изделия, разрабатывают конструктивно-технологические модули способов обработки и соединения элементов конструкции изделия и обобщенную схему сборки. Область допустимых методов обработки (применяемых на данном предприятии) выбирают из области возможных методов для проектируемого изделия с учетом конкретных производственных условий. Отсев недопустимых методов обработки проводится по оборудованию, приспособлениям и вспомогательным материалам, которые не могут быть использованы в технологическом процессе на данном предприятии.

На этапе F₅ выбирают предварительные варианты технологических процессов, удовлетворяющих проектному заданию, проводят анализ методов обработки с целью выявления наиболее рациональных из них. На этом же этапе рассчитывают основные технико-экономические показатели (ТЭП) по основным вариантам сборки.

На этапе F₆ из предварительных вариантов технологического процесса (ТП) выбирают оптимальный в соответствии с принятым критерием и проводят анализ, например, по показателям трудоемкости и себестоимости обработки. Из методов обработки выбирают такие, которые при допустимых капитальных затратах имеют минимальное время изготовления и себестоимость обработки.

Процесс проектирования заканчивается разработкой технической документации (этап F₇), а именно технологической последовательности обработки изделия.

Количество этапов процесса, входных, выходных документов и информационных массивов не является конечным, т.к. структура является открытой и предполагает ее интеграцию с другими системами подготовки производства (конструкторская, организационная и др.), а следовательно, расширение номенклатуры задач, необходимых для полного удовлетворения их потребностей в технологической информации.

Таким образом, структурно-функциональная модель преобразования информации задачи проектирования ТПШИ всесторонне и полно описывает основные этапы процесса проектирования ТПШИ и последовательность их выполнения, а также позволяет правильно сформулировать нормативно-справочную информацию, необходимую для функционирования САПР ТП, и перейти к разработке алгоритмов решения задачи.

3.3 Математическая модель

3.4 Разработка алгоритма

Этапы алгоритмизации и программирования являются наиболее важными и ответственными при разработке системы автоматизированного проектирования ТПШИ. От качества алгоритмов зависит эффективность функционирования всей системы. Алгоритмы составляют, как правило, в два этапа: сначала выполняют блок-схемы, а затем осуществляют их уточнение и детализацию.

На рисунке 12 приведена блок-схема алгоритма формирования ТП на модель в разрабатываемой БД.

Рисунок 12 – Алгоритм формирования технологической последовательности

В блоке 1 осуществляется выбор: будет ли создана новая модель изде­лия? Если новая модель создается на основе ранее созданной или вообще нет необходимости создавать новую модель, то в блоке 2 просматриваются все технологические последовательности когда-то созданных в БД моделей и выбирается из них необходимая.

Если необходимо создать новую модель (блок 3), то в блоке 4 составля­ется эскиз модели и дается ее техническое описание, а в блоке 5 осуществля­ется выбор материалов. В блоке 6 осуществляется выбор этапов обработки изделия.

В блоке 7 для каждого этапа выбираются конструктивно-технологические модули (КТМ), для каждого из которых в блоке 8 осуществ­ляется удаление лишних операций и добавление недостающих.

Сформированный таким образом КТМ добавляется в общую технологи­ческую последовательность (блок 9).

В блоке 10 осуществляется просмотр сформированной или выбранной из библиотеки моделей технологической последовательности.

При необходимости внесения корректировок (Блок 11), проводится изменение сформированной последовательности (блок 12).

В блоке 13 сформированная технологическая последовательность со­храняется в библиотеку моделей, после чего выводится на печать (блок 14).