Оренбургский государственный университет

Автоматизированное проектирование экструзионной техники с применением интеллектуальных систем

Договор № НК 14-08-97031\14 от 15.04.2014 г. и cоглашение № 14-08-97031 от 14.07.2014 г.

Руководитель проекта: д.т.н., профессор Т.М. Зубкова

Рассмотрены особенности процесса экструдирования и выявлены его технологические, технические и конструктивные параметры. Проведено сравнение существующих математических моделей, описывающих данный технологический процесс (модель Тадмора, модель Мак-Келви, модель Хана и др.), и их зависимости от конструкций и условий применения.

Проведен анализ изменения производительности труда инженера-конструктора при внедрении комплексов САПР. Анализу подверглись программные продукты компаний: SolidWorks, PTS, ANSYS, Autodesk. Обнаружено снижение производительности при избыточности функционала программных комплексов на 5%. Доказана необходимость разработки интегрированной среды и модуля конфигурации для снижения трудоемкости использования разнородных подсистем.

Проведен сравнительный анализ построения САПР, на основании которого выбран объектно-ориентированный подход разработки интегрированной среды.

Анализ полного цикла процесса проектирования выявил следующие группы задач, которые должен решать комплекс САПР: синтезирующая, анализирующая, принятие решений, конвертирование, визуализация, оценка.

Для интеграции компонентов разработаны анализаторы стандартов CALS: STEP, DXF, XML, позволяющие производить парсинг данных с указанных форматов, а также формировать их структуру при экспорте.

Построенная модель изделия (реализованная в нотации XML) передается по протоколу, связывающему все модули ядра интегрированной среды, и осуществляет передачу требуемой информации между компонентами.

Спроектирована база данных, определяющая структуру данных вычислительного эксперимента, описывающих конструкции экструдера, реологии материала и используемых компонентов САПР. Формат построения базы данных без разделения на локальные сегменты параметров технологического процесса и используемых компонентов САПР предоставляет возможность создания базы знаний автоматически, т.е. без необходимости обязательного указания экспертной оценки для каждого из правил логического вывода.

Выделены ограничения при выборе компонента САПР для проектирования экструдера, а именно: решаемая проектная задача, конструктивные особенности изделия, технологические требования производства, набор начальных данных. Отбор наиболее подходящих пар (конфигурирование) производится на основе методов нечеткой логики.

Создана методика формирования архитектуры САПР, устанавливающая взаимодействие между составляющими интегрированной среды: классификатором компонентов системы, модулями интеграции и конфигурирования, интерфейсами программных оболочек.

Разработанный программный комплекс ExtruderPack является ядром интегрированной среды, включающей компоненты, автоматизирующие процесс проектирования экструдеров. Тестовая эксплуатация программного комплекса производилась на предприятии ООО "Апрель".