АВТОМАТИЗАЦИЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ В ПРОЦЕССЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ
, научный руководитель, канд-т. техн. наук, доцент
Вологодский Государственный Технический Университет
г. Вологда
Большое разнообразие конструктивных форм изделий машиностроения и методов их изготовления приводит к многовариантности принятия решений в процессе конструкторско-технологической подготовки производства. Однако в конструкциях изделий машиностроения используется большое количество однотипных деталей, отличающихся незначительными изменениями формы и значениями размерных параметров. Унификация таких деталей позволяет существенно увеличить эффективность процессов конструкторско-технологической подготовки производства и изготовления изделий путем заимствования разработанных ранее конструкторских и технологических решений, а также средств технологического оснащения.
Задача унификации изделий неразрывно связана с необходимостью их идентификации, позволяющей обеспечить упорядочение и унификацию объектов, их поиск в процессе конструкторско-технологической подготовки производства. Решение этой задачи осуществляется путем классификации и кодирования каждой детали изделия.
Основной целью классификации и кодирования является создание классификационных группировок подобных по конструкторским и технологическим признакам деталей, что позволяет создать унифицированные конструкторские и технологические решения, исключить дублирование разработок и, в конечном счете, - уменьшить производственные затраты как на этапе проектирования, так и непосредственно при изготовлении изделий.
Классификационный код детали используется в качестве поискового предписания для нахождения конструкторских и технологических решений деталей-аналогов, входящих в соответствующую классификационную группировку и хранящихся в базе данных унифицированных решений предприятия. При этом процесс проектирования для конкретной детали заключается в корректировке конструкции детали-аналога, ее технологического процесса, а также средств технологического оснащения, используемых при ее изготовлении, что позволяет сократить затраты на проектирование, обеспечить унификацию приспособлений и оснастки, режущих инструментов, программ для станков с ЧПУ, упростить организацию и управление производством.
Для классификации и кодирования деталей используются классификаторы, с помощью которых деталям присваиваются буквенно-цифровые классификационные коды, характеризующие их конструкторско-технологические характеристики. Поэтому процесс классификации требует сравнения признаков классифицируемой детали с классификационными признаками, заданными в классификаторах. До настоящего времени этот процесс осуществляется только при участии человека и является трудоемким. Поэтому эффективность классификации и кодирования деталей в значительной степени определяется автоматизацией процесса классификации. Причем очевидно, что чем больше номенклатура и меньше серийность изделий, тем большее значение приобретает необходимость автоматизации процесса классификации и кодирования.
Поэтому в настоящее время актуальной задачей является создание эффективной системы автоматизированной идентификации объектов конструкторско-технологической подготовки производства, что, в свою очередь, требует решения следующих вопросов:
- определение словаря признаков;
- описание классов на языке признаков;
- нахождение границ между классами;
- разработка алгоритмов распознавания;
- оптимизации процесса распознавания.
Процесс распознавания изображений является многоэтапной процедурой. Существует интесиональные и экстенсиональные методы. Интенсиональные методы распознавания образов основаны на операциях с признаками, а экстенсиональные - на операциях с объектами.
Каждый из этих методов не даст полного представления об объекте распознавания. Поэтому система должна обеспечивать использование комбинации этих методов. Суть задачи распознавания - установить, обладают ли объекты фиксированным конечным набором признаков, позволяющим отнести их к определенному классу.
Разработан алгоритм идентификации объектов, представленный на рис.1.
Рис. 1. – Алгоритм идентификации объектов
Признаки деталей определяются посредством анализа их твердотельных моделей. Поэтому для идентификации объектов должна быть создана библиотека эталонов (трёхмерных аналогов) распознаваемых объектов или моделей классов распознаваемых объектов. Процесс идентификации заключается в сопоставлении распознаваемого объекта со всеми эталонными. Эта задача усложняется тем, что входное и эталонное изображения должны сравниваться с учетом значений размерных параметров и их ориентации.
Эталоны следует строить с использованием выделяемых с объекта признаков. В качестве признаков могут рассматриваться все возможные характеристики распознаваемых объектов - конструкторско-технологические элементы (КТЭ) деталей. Деталь в данном случае представляется как совокупность КТЭ по принципу модульной системы. При этом качество распознавания будет зависеть от того, насколько удачно продуман словарь признаков.
Автоматизированные системы идентификации позволяют не только ускорить процесс проектирования изделия и технологии его изготовления с помощью методов вариантного проектирования, но также обеспечить информационную поддержку изделия на всех стадиях жизненного цикла.
1. Методы компьютерной обработки изображений. / Под ред. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.
2. , Создание унифицированных трехмерных моделей деталей в системах автоматизированного управления жизненным циклом изделий. / , // Информационные технологии в проектировании и производстве. – 2009. – №3. – С.23-27.
