В настоящее время существуют подходы к постро­ению систем инженерного анализа, моделирования и оптимизации проектных решений в разработке технологических процессов обработки. Разработаны научные основы технологии машиностроения, си­стемы САПР ТП и методики технологического про­ектирования для реальных деталей, разработана методология технологического проектирования с элементами инженерного анализа, имеется приме­ры систем моделирования технологии обработки, привязанных к САПР ТП.

Однако нет определенности относительно структуры и функций САЕ-системы для технологического проектирования. Вопрос по­строения подобных систем в настоящее время толь­ко ставится. Получается следующая карти­на — процесс проектирования трудно формализуем, не ясно даже как увязать между собой разнородные виды информации. И разработка систем пошла не по пути теоретических исследований с целью даль­нейшей формализации и алгоритмизации процесса технологического проектирования, а по пути при­влечения опыта технолога, по пути использования разработанных вручную технологических процес­сов в качестве образцов — аналогов.

В то же время следует отметить большие дости­жения в области автоматизации технологического проектирования, как в теории, так и в практике. Б. Е. Челищевым с соавторами была разработана теория процесса проектирования на основе математиче­ской логики. Г. К. Горанским — требования, состав и порядок функционирования системы проектиро­вания и комплексная автоматизированная систе­ма ТПП. С. П. Митрофановым — четкая классифика­ция методов технологического проектирования и метод автоматизации проектирования на основе адресации. В. Д. Цветковым — метод синтеза техно­логических процессов и понятие «элементарная обрабатываемая поверхность». А. И. Кондаковым — научно-методическая база принимаемых при ТПП технологических решений и метод синтеза марш­рутных технологических процессов на основе кон­цепции автоматизированного синтеза структур и понятие Т-комплекса.

Наиболее важной проблемой в настоящее время является дальнейшая формализация и алгоритми­зация процесса проектирования технологических процессов всеми доступными методами на основе анализа и синтеза конструкторско-технологической информации с использованием научных основ тех­нологии машиностроения, математического и ком­пьютерного моделирования, информационных технологий. При этом существует с одной стороны проблема создания наиболее совершенной систе­мы кодирования, а с другой — проблема облегчения и ускорения процедуры кодирования сведений ра­бочих чертежей и технологических процессов для технологов, которым нет необходимости вникать в подробности построения подсистемы кодирования. Возникла проблема обработки закодиро­ванной информации с целью получения определен­ных, не обязательно всех сведений о проектируемом технологическом процессе, например, информации о технологическом маршруте, данных для размерно­го анализа технологических процессов. Появляется потребность кодирования и визуализации графиче­ской информации, заключенной в кодах на основе размерной информации.

В ходе анализа методов расчета технологиче­ских размеров, разработанных П. А. Пакидовым, Б. С. Мордвиновым, И. А. Иващенко, В. В. Матвеевым, Ю. М. Сметаниным, О. Н. Калачевым, В. К. Соловьевым и др. был выявлены основные недостатки методов, во-первых, большая трудоемкость предварительной подготовки исходных данных перед вводом в ЭВМ. Во-вторых, недостатком существующих методик подготовки данных являются, большая трудоем­кость, обусловленная необходимостью учета и упо­рядочивания большого количества как цифровых, так и графических данных. В-третьих, ввод большо­го объема числовой информации вспомогательно­го характера, описывающей топологию (взаимное расположение вершин и ребер) построенного гра­фа, которая несвойственна функциям инженера- технолога и потому вызывает активное отторже­ние. В-четвертых, расчет диаметральных размеров проводится по отдельной методике, хотя его теоре­тической основой являются линейные размерные цепи, поэтому для расчета линейных размеров, диа­метральных размеров и отклонений расположения созданы отдельные алгоритмы, хотя возможно при­менение единого алгоритма. Наиболее совершен­ными методами являются метод В. В. Матвеева и Б. С. Мордвинова, но с теоретической точки зрения наиболее последовательным является метод В. В. Матвеева, поскольку в качестве основного звена принимается не диаметр, а средний радиус — аналог среднего линейного размера в расчете линейных технологических размеров.

Анализ литературы показал, что решение про­блемы совершенствования практики технологии машиностроения и ее научных основ путем приме­нения достижений информационных технологий требует на начальном этапе разработки наряду с системами СА/САМ и систем инженерного анализа САЕ, чему, как было установлено, не уделялось долж­ного внимания. При этом налицо все элементы, не­обходимые для реализации в минимальном составе открытой САЕ-системы анализа, моделирования и оптимизации проектных решений в области задач проектирования и размерного анализа технологи­ческих процессов. На основе моделирования можно формализовать наиболее трудноформализуемые задачи в этой цепочке задач и на этой основе перей­ти в последующем к автоматизации проектирова­ния реальных ТП.

Учитывая результаты поведенного анализа, были сформулированы основные задачи исследова­ния:

— разработка структуры и функций открытой САЕ-системы моделирования технологии механи­ческой обработки, размерного анализа и визуализа­ции данных;

— разработка ИСМ деталей типа «тел вращения» и технологии механической обработки, на основе которых осуществляется моделирование техноло­гии механической обработки, размерный анализ и визуализация исходных данных и результатов мо­делирования;

— формализация проектирования технологии ме­ханической обработки, размерного анализа и визуа­лизации на основе применения ИСМ;

— алгоритмизация и программирование основ­ных задач проектирования технологических про­цессов механической обработки, размерного анали­за и визуализации

— разработка рекомендаций по применению ре­зультатов исследований на производстве, научных исследованиях, в учебном процессе и совершен­ствованию САЕ-системы.