Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Основы автоматизации инженерного труда для литейщиков: Учебное пособие

Голосов: 1

Конспективно рассмотрены некоторые вопросы автоматизации решения инженерных задач, общие подходы, технические средства, программное обеспечение. Предназначено для студентов специальностей 120300 "Машины и технология литейного производства" и 110400 "Литейное производство черных и цветных металлов", а также специалистов-литейщиков.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
           МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
            ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


          НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
               ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ




        И.О.Леушин Ю.А.Арзамаскин В.А.Решетов


    ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ИНЖЕНЕРНОГО ТРУДА
                ДЛЯ ЛИТЕЙЩИКОВ



                    Учебное пособие




                    Н.Новгород 1999

2


     ББК
         Л 33
     УДК 681.3: 621.74.

      Основы автоматизации инженерного труда для литейщиков: Учеб.
пособие/ И.О.Леушин, Ю.А.Арзамаскин, В.А.Решетов; Нижегород. гос. техн.
ун-т, Н.Новгород, 1999. - 112 с.

     ISBN 5 - 932-72-004-2


      Конспективно рассмотрены некоторые вопросы автоматизации решения
инженерных задач, общие подходы, технические средства, программное
обеспечение. Предназначено для студентов специальностей 120300 “Машины и
технология литейного производства” и 110400 “Литейное производство черных
и цветных металлов”, а также специалистов-литейщиков.

     Ил. 17. Табл. 3. Библиогр.: 8 назв.

Рецензенты: Г.И. Тимофеев, д-р техн. наук, зав. кафедрой “Машины и
            технология литейного производства” НГТУ
            А.А.Колпаков, канд. техн. наук, главный металлург ОАО "ГАЗ"




ISBN 5 -                           © И.О. Леушин, Ю.А. Арзамаскин,
                                        В.А. Решетов, 1999



                                                                          3


                                 ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Основные формы инженерной деятельности (ИД)                 и
задачи ее автоматизации

Глава 2. Проектные работы и их автоматизация
    2.1. Системный анализ проектирования
    2.2. Основы автоматизации проектных работ
    2.3. Понятие о локальной вычислительной сети

Глава 3. Основные технические средства автоматизации
      проектных работ
    3.1. Компьютерная техника
  3.1.1. Классификация современных ЭВМ
  3.1.2. Проблема выбора технических средств автоматизации
  3.1.3. Общая конфигурация системы персональной ЭВМ (ПЭВМ)
  3.1.4. Составляющие компьютерной системы ПЭВМ в минимальной
         конфигурации
  3.1.5. Периферийные устройства компьютерной системы
    3.2. Оргтехника
  3.2.1. Копировально-множительная техника
  3.2.2. Средства связи

Глава 4. Программное обеспечение автоматизации проектных работ
    4.1. Операционные системы
    4.2. Оболочковые программные средства
    4.3. Системы подготовки текстовых документов
    4.4. Средства составления и обработки таблиц
    4.5. Средства сбора и обработки данных
    4.6. Средства машинной графики

Глава 5. Основы систем автоматизированного проектирования        (САПР)
    5.1. Общая характеристика и классификация САПР
    5.2. Уровни САПР технологических процессов литья
    5.3. Основные понятия теории САПР
    5.4. Обеспечение современных САПР

Глава 6. Особенности автоматизации непроектных форм ИД
    6.1. Автоматизация исследовательской деятельности
    6.2. Автоматизация производственной деятельности
    6.3. Промышленные компьютеры

Заключение

Библиографический список

4


                             ВВЕДЕНИЕ
     Трудности рационального применения знаний о современных
вычислительной технике и информационных технологиях в практической
деятельности инженеров-литейщиков и отсутствие специальной учебной
литературы по этому вопросу явились основными причинами написания
данного пособия. В нем лишь конспективно, поверхностно рассматриваются
некоторые аспекты этой проблемы и делается скромная попытка дать
литейщикам общее представление о возможностях современных средств
автоматизации инженерного труда с акцентом на проектных работах.
     Спектр областей деятельности инженеров-литейщиков на производстве
достаточно широк. Он простирается от подготовки производства и комплекса
исследовательских работ к чисто производственным вопросам и задачам
управления. Но, пожалуй, во всех этих областях актуальными сейчас и на
ближайшее обозримое будущее останутся проблемы автоматизации и
компьютеризации,     разумного   использования    ЭВМ,     оргтехники  и
информационных технологий. В этом смысле пособие может быть полезно не
только студентам, изучающим общеинженерные дисциплины, но и
специалистам-литейщикам, уже нашедшим свое место в сложной структуре
современного производства.
     Данное учебное пособие написано на основе курса лекций, которые на
протяжении трех последних лет читались проф. Леушиным И.О. студентам
специальности 120300 - “Машины и технология литейного производства”. В
работе над главами 3 и 4 принимали участие сотрудники кафедры Арзамаскин
Ю.А. и Решетов В.А.




                                                                      5


         Глава 1. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ИНЖЕНЕРНОЙ
                    ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (ИД) И
                 ЗАДАЧИ ЕЕ АВТОМАТИЗАЦИИ
     К основным формам инженерной деятельности (ИД) относятся:
       • исследовательские работы;
       • управление производством;
       • организационно-экономические работы;
       • непрофильное направление.
     Такое разделение в определенной мере условно, так как перечисленные
формы весьма тесно взаимосвязаны. В зависимости от организационной
структуры конкретного предприятия или фирмы, степени специализации и
круга должностных обязанностей работников та или иная форма инженерной
деятельности становится приоритетной (например, для технологических бюро -
технологические работы, конструкторских бюро - конструкторские работы,
НИИ (или ЦЗЛ) - исследовательские, управленческого персонала - управление
производством и т.д.), преобладающии над другими.
     Опуская конкретное содержание каждого из видов ИД, можно отметить,
что существуют как общие подходы к их автоматизации, так и некоторые
специфические различия в решении этого вопроса.
     Автоматизация, компьютеризация, как и математика в чистом виде,
априорно и исторически однородны по отношению к прикладным областям ИД.
Реализация “мягкого вхождения” этих понятий в сферу ИД и эффективное
использование - самостоятельная проблема. С одной стороны, автоматизацию
нужно рассматривать как универсальное инструментальное средство
достижения экономического или другого эффекта в конкретной прикладной
области. С другой существует реальная опасность столкнуться с
некомпетентностью инженеров-прикладников в области автоматизации и
системотехников, электроников, программистов в прикладной области.
Нерациональная стыковка этих двух групп инженеров делает вероятным
получение серьезных ошибок и убытков организации или предприятия,
решившегося на такой шаг. Отсюда вытекает необходимость тесного
взаимодействия и конвергенции сфер профессиональных интересов разных
групп инженерного персонала; имеющего отношение к проблеме
автоматизации.
     Прежде всего обратим внимание на общие моменты в ИД.
6


      Процесс решения любых практических задач ИД состоит обычно из
четырех основных этапов, на каждом из которых решается обобщенная задача,
порождаемая одним из вопросов:
       • Что? - определение смыслового содержания работы;
       • Как? - выбор подхода к решению задачи;
       • Чем? - выбор используемых ресурсов;
       • Каким образом? - определение способа (конкретной
           последовательности) действий.
      Эти четыре этапа составляют по существу концептуальное содержание
менеджмента, поскольку, как сформулировал известный английский
консультант по управлению М.Вудлак, “менеджмент занимается эффективным
решением проблем”. Проведенная последовательность анализа типична для
любой формы ИД. В приложении к развивающейся в нашей стране “тотальной”
компьютеризации содержание четырех упомянутых проблем конкретизируется
следующим образом:
       ⇒что? - повышение эффективности работы (например, проектной);
       ⇒как? - автоматизацией (конкретной формы ИД);
       ⇒чем? - например, подходящей компьютерной и оргтехникой;
       ⇒каким образом? - приобретя технические средства и программное
         обеспечение и обучив персонал работе с ними.
      Перед началом любой работы исполнитель неизбежно попадет под
действие известного закона Мерфи, который гласит: “Если существуют два и
более способов сделать что-либо, но хотя бы один из них неправильный, то
найдется тот, кто выберет именно этот способ”. Практика показывает, что этот
закон может “сработать” на каждом из четырех этапов. Успешное прохождение
первых двух этапов зависит от компетенции инженера в той области, где он
работает. Соответственно наиболее опасными являются третий и четвертый
этапы, где часто выявляются “слишком узкая специализация в своей области”
или дилетантство. А это грозит материальными потерями. Особенно остро это
прослеживается в вопросах автоматизации ИД.
      Среди всего многообразия задач автоматизации инженерного труда, с
которыми приходится сталкиваться на практике, наиболее характерными и
часто встречающимися являются:
       • выбор состава технических средств для автоматизации конкретной
         формы ИД;

                                                                          7


      •  выбор базового общего программного обеспечения;
      •  разработка методического обеспечения ИД в условиях автоматизации;
      •  формирование информационной базы проведения работ;
      •  разработка нового или заимствование имеющегося математического
         обеспечения для решения задач;
      • разработка проблемно- или предметно-ориентированного
         специального программного обеспечения;
      • решение сопутствующих организационных задач и задач охраны
         труда инженеров.
     В наибольшей степени данный перечень соответствует проектным
работам, особенно, если речь идет о разработке или освоении предприятием
систем автоматизированного проектирования (САПР).
     Основное внимание в рамках данного курса уделим первым двум задачам.


                   Глава 2. ПРОЕКТНЫЕ РАБОТЫ
                      И ИХ АВТОМАТИЗАЦИЯ
     Под проектными понимаются конструкторские и технологические работы
при проектировании некоторого объекта, в качестве которого может выступать
деталь, отливка, технологический процесс, оснастка, оборудование. Это одна из
основных форм ИД.
     Прежде чем говорить об автоматизации проектирования, надо хорошо
разобраться в его существе.




8


                2.1. Системный анализ проектирования

     Проектирование представляет собой лишь всесторонне зависимую часть
замкнутого цикла обновления, состоящего в последовательной возвратно-
поступательной смене этапов:
      • формирования      новых    целей   деятельности, подготовленных
         объективным развитием событий и обобщением накопленного опыта
         в конкретной области;
      • изыскания общих представлений, идей, концепций в средствах
         достижения поставленных целей;
      • собственно проектирования - создания проекта - окончательного и
         исчерпывающего обоснования и описания потенциально реализуемых
         средств достижения поставленных целей;
      • производства и эксплуатации объектов проектирования.
     Цикл обновления представляет собой целостный процесс с
существенной взаимозависимостью всех его сторон, поэтому его




                           Рис. 1. Цикл обновления
анализ, синтез и управление следовало бы проводить со столь же
исчерпывающих позиций. Однако полный охват проблемы настолько сложен,
что неизбежна его декомпозиция на перечисленные относительно

                                                                      9


самостоятельные этапы, которые анализируются и синтезируются поочередно,
когда решения предшествующего этапа принимаются в качестве исходных
данных для последующих решений. При этом принятые решения
корректируются, если возникает необходимость учета обратных связей
взаимных влияний этапов.
      Цель проектирования как ожидаемый результат ИД является
инициирующим этапом цикла обновления. Как правило, она имеет
относительный, развивающийся характер (от формулировок самого общего
плана до более или менее конкретных постановок задач, возникающих в
процессе их многократных уточнений методом последовательных
приближений).
      Цель характеризуется своим общим качественным описанием и
признаками (или критериями) наиболее существенных сторон этого качества:
точностью, надежностью, экономичностью и т.д.
      Первоначальная формулировка цели предусматривает лишь некоторые
общие направления предстоящей ИД. Однозначные результаты, пути и средства
их достижения пока не предполагаются. Наоборот, допускается
многовариантное развитие событий в заданном направлении. Оно и не может
быть иным в силу значительной неопределенности, которая объективно
возникает на всяком начальном этапе обновления. Однако любое целеполагание
обязано все-таки завершиться определенными результатами. Поэтому после
формулирования общей цели осуществляется переход к построению дерева
(иерархического графа целей), когда общая цель разделяется на логически
взаимосвязанные обеспечивающие цели. Последние постепенно, по ступеням
иерархии, теряют общность и наращивают конкретность формулировок. Этот
процесс декомпозиции общей цели продолжается до той степени
конкретизации, когда за формулировками общесуществующих целей начинают
вырисовываться конкретные пути и средства достижения общей цели, решения
проблемы в целом.
      Из философии науки известно: диалектика взаимоотношений целей и
средств их осуществления такова, что цели всегда содержат в себе
определенные подсказки о средствах. Общая цель недостаточно конструктивна.
Она содержит мало подсказок о средствах своего осуществления. Дерево целей
приводит на своих нижних уровнях к достаточно конструктивным целям. Они
допускают не только качественное свое описание (через численные оценки
критериев достижения целей). Их можно принять за исходные данные или
10


начальных описаний объектов проектирования - технических требований,
технических заданий на проектирование.
     Итак, дерево целей становится не только инструментом все более точного
описания планируемых результатов, но и их исходной базой для формирования
облика объектов проектирования.
     Объекты проектирования - это будущие средства достижения целей:
                                                                                Общая цель



                                                                                Цели 1-го уровня



                                                                                Цели 2-го уровня

           ..................................................................

                                                                                 Цели N-го уровня

                           Рис. 2. Граф целей
конструкции, процессы, системы. В ходе проектирования они существуют лишь
в нашем воображении, предварительных описаниях, моделях. При этом наши
представления о них последовательно уточняются в процессе проектирования
от первоначального (в основном, качественного описания) до окончательного
документа - проекта.
      Если, например, цель - получение годной отливки, то средством ее
достижения можно считать технологический процесс литья. Он и выступает
объектом проектирования. Но этого достаточно только в начале проектных
работ. Далее потребуется более подробное и точное его описание:
формирование матрицы технологических параметров, конструирование
оснастки и т.д. Окончательное и полное представление об объекте
проектирования дает только завершенный проект.
      Очевидно, что содержание понятия “объект проектирования”
существенно связано с целями и процессом проектирования. Оно развивается
по этапам этого процесса и должно последовательно отвечать целевым
установкам рассмотренной иерархии целей. Тем самым осуществляется
единство цели, объекта и процесса проектирования.
      Точное описание объекта проектирования, а также определение мер по

                                                                                                   11



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика