Инженер-технолог (автоматизированные системы технологической подготовки производства). И. М. Митрофанов

Современный машиностроительный завод представляет собой сложнейшую производственную систему, объединяющую в единый слаженный организм десятки цехов и служб, тысячи станков, обслуживаемых рабочими. Завод должен обеспечить выпуск многих машин различного назначения, каждая из которых состоит из сотен и тысяч узлов и деталей. Эти детали необходимо изготовить в строго определенные сроки, а затем собрать из них машины и своевременно поставить их заказчику.

Очевидно, что производство машин и приборов должно быть тщательно подготовлено, поэтому важнейшую роль в организации работы завода играет технологическая подготовка производства.

Технология - это наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства. Инженеры-технологи в процессе подготовки производства решают много сложных творческих задач. Недаром корень слова "технология" по-гречески означает "искусство", "мастерство", "умение".

Технологическая подготовка производства начинается сразу после выпуска чертежей новой машины. Получив комплект чертежей, технологи, прежде всего, оценивают, насколько просты в изготовлении детали и узлы машины, то есть насколько технологична ее конструкция. Чертежи нетехнологичных деталей и узлов возвращаются конструкторам на доработку. Конструкторы либо доказывают необходимость именно такой конструкции, либо изменяют конструкцию детали так, чтобы упростить, а следовательно, и удешевить ее изготовление.

Разрабатывая технологический процесс, технолог должен определить вид, размеры и точность заготовки, из которой будет изготавливаться деталь, выбрать технологическое оборудование для ее обработки, определить последовательность изготовления (технологический маршрут) для каждой операции, выполняемой на одном станке, выбрать приспособление для закрепления детали и инструмент для ее обработки, произвести все необходимые расчеты для достижения точности размеров, заданных чертежом, рассчитать режимы обработки и трудоемкость выполнения каждой технологической операции. Если деталь обрабатывается на станке с числовым программным управлением, то технолог разрабатывает программу, представляющую собой последовательность команд, по которым производится движение всех исполнительных механизмов станка в процессе обработки детали. Технологическую подготовку различных видов производства на заводе (литейное, механическая обработка, сборка, кузнечно-прессовое, сварочное, термическое и т. п.) осуществляют технологи соответствующих специальностей.

Чтобы наглядно представить, сколько дел у технолога и каков объем его работы, приведем небольшие расчеты для среднего машиностроительного завода, осваивающего 10 различных видов машин, каждая из которых в среднем состоит из 2000 деталей.

Для подготовки производства этих машин нужно разработать технологические процессы обработки 20 тысяч различных деталей, 200 тысяч раз выбрать оборудование и приспособления, 1 миллион раз выбрать инструмент, спроектировать и изготовить 20 тысяч приспособлений и 40 - 50 тысяч инструментов, разработать 50 - 70 тысяч управляющих программ для станков с числовым программным управлением. Эта большая и трудоемкая работа требует привлечения сотен инженеров-технологов и длительного времени на подготовку производства. В то же время темпы развития научно-технического прогресса требуют резкого сокращения времени освоения новых машин и приборов, всего производственного цикла от возникновения идеи новой конструкции до ее воплощения в металле.

Выход из создавшегося положения один - дать в помощь инженеру-технологу ЭВМ, или, иначе говоря, разработать и внедрить автоматизированную систему технологической подготовки производства.

При создании автоматизированной системы сложная и многоплановая система технологической подготовки производства разбивается на подсистемы и задачи, для каждой из которых применяются свои методы автоматизации. Центральное место занимает подсистема автоматизированного проектирования технологических процессов. С точки зрения автоматизации проектирование технологии, особенно механической обработки деталей и сборки машин, является трудно формализуемой и сложной задачей. Она намного сложнее, чем, скажем, обучение ЭВМ игре в шахматы. Если для шахматной игры существует теоретически осуществимый алгоритм выбора наилучших решений путем перебора всех вариантов (такой алгоритм нельзя реализовать лишь по техническим причинам - это на самых современных ЭВМ займет сотни лет), то для проектирования технологических процессов такого алгоритма пока не существует. Это связано, прежде всего, с тем, что в технологическом проектировании установлены и формализованы далеко не все "правила игры". Мало того, эти правила могут изменяться, так как каждый новый станок и метод обработки деталей открывают новые технологические возможности, а значит, и новые "правила игры".

Поэтому специалисты, разрабатывающие автоматизированную систему технологической подготовки производства, сегодня идут по пути выбора типовых технологических решений из числа заранее заложенных в ЭВМ. Естественно, что эти типовые решения применимы не для всех деталей и их конструктивных элементов, и ЭВМ ведет проектирование до тех пор, пока в ее распоряжении имеются "правила игры". При отсутствии их она обращается за подсказкой к человеку, который с пульта дисплея вводит необходимые данные, после чего проектирование продолжается. Такой диалог ЭВМ и человека позволяет разумно сочетать возможности вычислительной техники с творческим потенциалом специалиста.

В настоящее время разработано и внедрено в промышленное производство множество автоматизированных подсистем технологической подготовки производства: системы автоматизированного проектирования различных технологических процессов, управляющих программ для станков с числовым программным управлением, проектирования штампов, приспособлений, пресс-форм и инструмента, системы проектирования производственных цехов и участков, имитационного моделирования производственных процессов и др. Однако до полной автоматизации технологической подготовки производства даже отдельных видов машин и приборов еще далеко. Эта область деятельности требует научного и творческого поиска, притока высококвалифицированных специалистов, хорошо владеющих знанием вычислительной техники, основ программирования и технологической подготовки производства.

Инженеры-технологи, специалисты в области автоматизации технологической подготовки производства, нужны как на заводах, так и в научно-исследовательских институтах. Работая на заводе, такой специалист занимается созданием и ведением информационной базы заводской автоматизированной системы технологической подготовки производства, сопровождением программного обеспечения, решением на ЭВМ технологических задач при подготовке производства новых машин и приборов. При любой степени автоматизации проектирования последнее слово остается за человеком, поэтому инженер-технолог, решающий задачи на ЭВМ, должен отлично знать условия производства на заводе.

В научно-исследовательском институте специалисты по автоматизированной системе технологической подготовки производства работают над созданием новых и совершенствованием существующих подсистем. Занимаясь этим, инженер должен не только обладать знаниями технолога, но и уметь анализировать, обобщать, систематизировать и формализовать эти знания, чтобы научить ЭВМ выполнять работу технолога.

Общение инженера-технолога с ЭВМ в процессе решения задач технологической подготовки производства делает его работу не только интересней, но и обогащает специалиста новыми знаниями, так как возможность поручить ЭВМ выполнение расчетных и рутинных операций позволяет сконцентрировать все внимание на творческой части труда технолога и развивать технологию как науку. Перспектива профессионального роста технолога как творческой личности тесно связана с тем, в какой мере он будет использовать ЭВМ для решения стоящих перед ним задач.

В нашей стране несколько высших учебных заведений готовят специалистов по автоматизации технологической подготовки производства. В их числе Московское высшее техническое училище имени Баумана, Ленинградский политехнический институт, Ленинградский институт точной механики и оптики, Московский авиационно-технологический институт, Московский и Уфимский авиационные институты и др.