ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения ОНИР.

Разработан метод формального описания основного и вспомогательного технологического оборудования (ТО) автоматизированных станочных систем (АСС): станков, промышленных робото-транспортных устройств, базирующихся на характеристических функциях уравнений.

На этапе проектирования АСС возникает задача сведения множества характеристик к небольшому ряду обобщающих параметров, выражающих внутреннее содержание материальных объектов АСС и связей между ними. Эта задача решается методами многомерного анализа и кластеризации.Анализировались элементы АСС: множество продукции (детали, заготовки, режущий инструмент, технологическая оснастка); основное ТО, металлорежущие станки, средства локальной транспортировки в пределах гибкого производственного модуля (ГПМ); промышленные роботы ПР (манипуляторы); различного рода контрольно-измерительные приборы; локальные (в рамках ГПМ) магазины и накопители режущего инструмента, технологической оснастки и отходов (струнка, отработаннаяcoЖ); средства макротранспортировки (робокары, подвесные тележки); вспомогательное оборудование. Основными чертами метода кластерного анализа являются: образование единой меры, охватывающей ряд признаков, количе­ственное решение задачи группирования объектов анализа. Группировочные признаки объединяют посредством метрики (эвклидово расстояние или др.). Группирование по одному признаку и кластеризация по ряду признаков приводятся друг к другу. Число соединяемых при кластеризации признаков может быть равным единице. Это приводит задачу группирования по одному признаку к кластеризации. Используемая при объединении признаков метрика сводит их к одному признаку и дальнейшее разделение на кластеры равнозначно группированию по этому признаку.Использование кластерного анализа при определении параметров ТО АСС рационально с точки зрения минимизации вычислительных операций, так как число параметров значительно. В соответствии с требованиями качества обрабатываемых деталей и технологических процессов использование данного метода позволяет выполнять кластеризацию большого числа типоразмеров основного и вспомогательного оборудования на условно годные и негодные кластеры с последующим объединением годных элементов и ТО в комплексы с помощью экспертной системы, обеспечивая все виды интерфейсов в соответствии с поставленными критериями. Разработаннаясистема формального описания элементов материального потока АСС и характеристик ТО, используемая системой кластеризации объектов, отвечает следующим требованиям:

1)позволяет вносить количественные и качественные изменения в описания;

2)все выбранные значения и характеристики описываются количественными параметрами, позволяющими идентифицировать и группировать объекты;

3) единицы измерения (масштаб) едины для однотипных значений и характеристик;

4)выбранные значения и характеристики качественно взаимосвязаны, их число должно быть необходимым и достаточным, исключать избыточность информации;

5)включение описания приемно - выдающих ТО, которые являются механическим интерфейсом - местами их механического взаимодействия.

В основу средств формального описания элементов материального потока ТО и его приемно-выдающих устройств положена функция •, отражающая определенныйj(j=1,2,... ,р) признак (технический параметр), принимающийi-е (i=1,2,... ,m) дискретное значение к-го (к=1,2,3,...8) объекта (элемента материального потока или компонент ТО). Любой k-й объект описывается в р-мерном пространстве, в котором р - определяется числом определенных j -признаков, которые принимают некоторые числаi-х возможных конкретных значений. Набор конкретных объектов можно представить набором точек р-мерного пространства с конкретными координатами. Кроме того, если конечный набор всех возможныхi-xзначенийj-xпризнаковk-го элемента ТО или материального потока упорядочить некоторым образом (например, расположить их по возрастающим количественным значениям), то от размерности этихj'-х признаков можно перейти к безразмерным величинам - квадратам длин векторов р-мерного пространства (c началом - в начале координат и концом - в точках), заменив координаты поj-ым осям на порядковые номера упорядоченных возможныхi-ых значений по этим осям.Любой k-й объект описывается набором координат в этом пространстве, совокупность которых может быть представлена характеристической формулой (или матрицей) вида:

где - рассматриваемые объекты;j- признаки объектов, количество которых определяет размерность р-мерного пространства;i- возможные конкретные значенияj-х признаков.

На основе характеристических функций разработан морфологический классификатор ТО АСС, описывающий все возможные компоновки и сочетания блоков и узлов оборудования (станков, промышленных роботов, накопителей и т.д.).