Повышение конкурентоспособности создаваемых одноковшовых экскаваторов (ЭО) обеспечивают не только снижением себестоимости, а в большей степени повышением качества машин и максимального соответствия конкретным требованиям потребителя за счет разнообразия сменного рабочего оборудования и рабочих органов. Последнее обусловливает жесткие требования к этапу проектирования, на котором определяются основные технические, технологические и экономические параметры ЭО. Практическая исчерпанность ресурса традиционной технологии теоретического исследования и проектирования ЭО затрудняет адаптацию разработчиков к быстро изменяющимся требованиям рынка, перестройке производственных процессов и тотального управления качеством. Существующие методологические подходы и программные средства проектирования ЭО дают лишь частичное решение проблемы целостности, не учитывают необходимость информационного обмена по этапам жизненного цикла (ЖЦ) машины, не обеспечивают процессов накопления информации, а деятельность разработчиков ЭО должна быть подкреплена усилиями программистов. Используемые в проектировании ЭО пакеты проектирования и методики не интегрируются между собой при организации полноценных проектов в рамках информационного взаимодействия различных разрабатывающих ЭО предприятий. На отечественных предприятиях до сих пор существует ярко выраженная дифференциация проектных работ, которая не позволяет на организационном уровне обеспечить необходимый уровень информационного обмена между расчетными подразделениями и группами.
Анализ информационных материалов свидетельствует, что прогресс в области разработок ЭО развивается в направлении усложнения их конструкций. Примером могут служить рабочие органы интенсифицирующего действия, манипуляционное рабочее оборудование и др. Очевидно, следует ожидать дальнейший рост сложности проектных задач, что в перспективе сделает малопригодной традиционную «ручную» технологию моделирования и расчета ЭО. Важна согласованность математических моделей физических процессов и процедур структурно-компоновочного проектирования ЭО и интеграция связывающих их информационных потоков на базе технологии информационной поддержки ЖЦ изделия (ИПИ-технологии).
Научная проблема состоит в создании методологии системного проектирования ЭО, включающей концепции автоматизированной технологии и компьютерной среды проектирования, в основе которых согласованные процедуры структурно-компоновочного проектирования машины и модели приводных систем и рабочих процессов ориентированы на непрерывную информационную поддержку ЖЦ ЭО.
Идея работы заключается в реализации подходов к проектированию приводов, конструкций и рабочих процессов ЭО на основе синтеза математических моделей физически неоднородных подсистем, структурно-компоновочных моделей машины и моделей эффективности в единой компьютерной среде.
Объект исследования – материальная система «одноковшовый экскаватор – обрабатываемая среда», модели рабочих процессов и конструктивных блоков сменного рабочего оборудования ЭО.
Предмет исследования – характеристики внутренней структуры и параметры ЭО, концепция и эффективность автоматизированной технологии и среды проектирования ЭО.
Цель работы. Повышение эффективности системного проектирования ЭО в компьютерной среде.
Задачи исследования:
1) разработать методику оценки эффективности ЭО с учетом вероятностных факторов условий эксплуатации;
2) разработать метод математического моделирования для комплексного исследования характеристик ЭО в компьютерной среде;
3) выполнить сравнительный анализ параметров и критериев эффективности ЭО в компьютерной среде;
4) разработать информационно-логическую модель процесса проектирования ЭО в компьютерной среде;
5) обосновать концепцию автоматизированной технологии и среды проектирования ЭО, включающей численные методы, методики и алгоритмы, требования к комплексированию этих компонент, организационную структуру и методическое обеспечение;
6) установить эффективность автоматизированной технологии и среды проектирования ЭО.
Решение поставленных задач должно быть ориентировано на использование инфраструктуры ИПИ.
