CCBot/2.0 (http://commoncrawl.org/faq/)
Статьи
Главная   Интервью   Технологии   Проектирование техпроцессов термообработки

$f_alt_image$f_Name_Link

Проектирование техпроцессов термообработки

Добавлено: 15.12.2009
Проектирование техпроцессов термообработки
Коваленко
Валерий Иванович
Разработчик программного комплекса
БГУИР им. Сахарова

За последнюю пятилетку в крупном производстве, в частности в металлообработке, наметилась тенденция уверенного перехода на станки с ЧПУ нового поколения, построенных на интеллектуальных системах. Современные агрегаты представляют собой симбиоз лучевых технологий, систем неразрушающего контроля, многочисленных датчиков и программного комплекса на базе экспертных систем. Примечательно, политика обновления производственного парка удачно совпала с рядом инженерных прорывов в области лучевой обработки. В свете своего рода перестройки возникла острая необходимость пересмотреть действующие методы разработки техпроцессов термической обработки металлов. При этом отечественные промышленники столкнулись с проблемой технической недостаточности, которая существенно затормозила переход на производство под управлением современных экспертных систем. Осветить проблемы и перспективы внедрения агрегатов лучевой обработки поможет разработчик белорусского программного комплекса ThermoSim Коваленко Валерий Иванович.

Валерий Иванович, расскажите немного о самом проекте. Что представляет собой ThermoSim сегодня?

В.И.К.: ThermoSim – модульный программный продукт, ориентированный на трехмерное моделирование процессов термообработки и в частности процесса закалки. Разработка комплекса началась несколько лет назад при участии специалистов БГУИР и МГЭУ им. Сахарова. Сегодня ThermoSim позволяет с легкостью проектировать техпроцессы термической обработки металлов с учетом свойств исходного материала, фазовых превращений и особенностей термофизических и электромагнитных процессов при разных температурах. Объемное представление позволяет не просто отслеживать изменения в структуре детали при различных температурных режимах, но и прогнозировать остаточное напряжение. ThermoSim открывает перед инженерами новые возможности, ускоряя и упрощая проектирование техпроцессов термообработки металла, избавляя от ряда неприятностей.

Для справки: нейронная сеть – математическая нелинейная модель, принцип действия которой схож с работой коры головного мозга. Относится к так называемым интеллектуальным системам и представляет собой многоуровневую сеть искусственных нейронов, обрабатывающих поступающие сигналы с заданным порогом

Какого рода неприятностей? Много всего сказано по поводу технической недостаточности и несовершенства методов разработки техпроцессов, но о причинах почему-то говорить не принято.

Александр, Вы видели, каким образом происходит проектирование процессов термической обработки металлов? Садится группа инженеров, раскладывают монографии, таблицы, графики и на бумаге анализируют влияние термического воздействия, оценивают остаточные явления, прогнозируют изменение свойств. Процесс длительный и довольно-таки утомительный. Важно учесть фазовые переходы, предусмотреть реакции насыщения и выпадения биметаллических структур и множество других факторов. Результат получается, прямо скажем, приблизительный.

А как же CAD и CAЕ системы, которые разрабатываются годами?

В.И.К.: Вот здесь и кроется актуальность проекта ThermoSim. В состав базы знаний зарубежных систем проектирования не входят описания отечественных видов стали, да и стоимость таких проектов, мягко говоря, высокая. Заметим, что разработчики систем проектирования сделали упор на универсальность продукта, от чего пострадала сама физическая модель: зачастую система не учитывает ряд процессов, происходящих при термической обработке металла. И это не говоря о том, что зарубежные проекты имеют достаточно сложный интерфейс и нередко требуют обширных знаний теории моделирования, что, на мой взгляд, вовсе не обязательно.

В сопроводительной документации к ThermoSim есть несколько строк об использовании при расчетах достаточно популярной в наше время нейронной сети. Я так полагаю, что отечественный продукт также построен на нелинейной математической модели?

В.И.К.:  Прелесть ThermoSim заключается в использовании комплексного подхода при моделировании происходящих при термической обработке процессов. На технологии производства нельзя смотреть сквозь призму маркетинговых решений: широко разрекламированные экспертные системы вовсе не решают задачи обработки, а лишь выбирают оптимальный метод решения. Поэтому по-настоящему действенными являются гибридные экспертные системы, работающие в связке с теми же нейронными сетями или физическими моделями. Именно поэтому пока разработка агрегатов, способных на основе одного лишь чертежа и анализа металла самостоятельно проработать план действий, затруднена.

Насколько оправдано внедрение нейронных сетей?

В.И.К.: Экспертная система в чистом виде ресурсоемкая формация, поскольку построена на алгоритме последовательной проверки вариантов. Наличие циклов заметно осложняет написание кода и его обработку за счет заметной нагрузки на стек процессора. Для небольшой базы проблема незаметна, но когда речь заходит о проверке тысяч и тысяч решений, перерасход процессорного времени налицо. Нейронная сеть же построена на простейших операциях, в результате чего времени на обработку требуется заметно меньше. Гибридизация позволяет исключить бессмысленный перебор, заменив его осознанным решением.

На основе чего нейронная сеть принимает решение, как оценивает вероятность того или иного исхода?

В.И.К.: Нейронную сеть легко сравнить с мозгом маленького ребенка. Он еще не догадывается о наличии фундаментальных законов, этических норм и социальных контрактов. Но успешно выживает, поскольку родители постоянно его поучают. В результате в памяти формируется эдакая база знаний, в которой есть масса примеров и варианты решения на основе многофакторной оценки. В процессе обучения со временем ребенок начинает принимать решения самостоятельно. Такой же принцип реализован и в нейронных сетях, только процесс обучения проходит намного быстрее. А главное преимущество заключается в отсутствии строгого алгоритма действий – есть лишь объективная оценка. Нелинейность заметно повышает универсальность, а, значит, оптимизировать продукт для решения несвязанных задач становится намного проще.

И насколько эффективно обучение нейронной сети?

В.И.К.: Прямо скажем, обучение – процесс кропотливый, требующий повышенного внимания. Примеры той же обработки металлов необходимо подбирать очень тщательно. Сами знаете, что выводы каждый для себя обычно делает сам. Так и нейронная сеть может не совсем правильно воспринять предложенные решения. Но после длительного обучения ответ на поставленный вопрос компьютер дает в течение секунды.

Валерий Иванович, Вы хотите сказать, что оценка эффективности применения той или иной технологии производится в течение всего лишь одной секунды?

В.И.К.: Обычно даже меньше: секрет в использовании означенных выше простейших операций.

Вы обмолвились об универсальности нейронных сетей и важности оценки фазовых переходов. Сегодня наметилось производство агрегатов с двумя лазерами, работа которых построена на процессе абляции металла. В связи с этим вопрос: как насчет проектирования процессов с нестандартными фазовыми переходами?

В.И.К.: На данный момент в комплексе ThermoSim нет штатных средств для работы с сублимационными процессами, однако существенных преград для разработки нет. В силу универсальности нейронной сети и обширных наработок в области эффективного моделирования – это лишь вопрос времени.

И каковы перспективы проекта?

В.И.К.: На сегодняшний день в разработке пакета ThermoSim заинтересованы некоторые государственные структуры: Министерство образования Республики Беларусь, Министерство промышленности Республики Беларусь, МАЗ, МТЗ. Проявляют недюжинный интерес скандинавские производственники. На данный момент на создание комплекса потрачено около $300 000, при этом перед разработчиками стоит ряд вопросов, требующих оперативного решения.

А что же с конкурентами?

В.И.К.: По сути, у нас нет конкурентов на данный момент. В мире существует еще два крупных проекта, направленных на проектирование техпроцессов, но ThermoSim ориентирован на решение достаточно узкого круга задач, в силу чего демонстрирует более целевой подход. И сегодня на основе изложенных в ThermoSim наработок строится новый, пока лишь анонсированный проект, предназначенный для моделирования диффузионных процессов в окружающей среде.
Благодарю за исчерпывающий ответ, творческих успехов, Валерий Иванович.

www.EquipNet.ru, беседовал Александр Гуща
Фотография с сайта asmid.nlb.by

>>>Хотите обсудить это интервью подробнее? Ждем вас на нашем Форуме<<<

Комментарии

Оставить комментарий с помощью…
  • Equipnet (8)
  • Вконтакте (0)
  • Facebook (0)
Логотип компании
Трезвомыслящий
Трезвомыслящий
Ну это не так. Первый в мире прототип интеллектуальной системы автомата TurtaKBM (TurtaCAM) давно уже представлен миру. Это заставило всех оппонентов, утверждавших ранее, что создание такой системы невозможно, прекратить такие разговоры, а именитому ученому публично выразить возмущение из за отсутствия финансирования государственных венчурных фондов этого "важнейшего открытия-изобретения современности".
И в следующем году планируется выпустить первую в мире коммерческую интеллектуальную систему-автомат для мобильных устройств, реализованную как веб-сервис, которая по электронному конструкторскому чертежу , DXF файлу,
будет моментально готовить ТП и УП для токарных СЧПУ.
Этого не делает сегодня ни одна система в мире. И вряд ли будет когда делать в обозримом будущем. Конечно это все сильно нервирует западных разработчиков, прежде всего английскую Planit и японскую известную станкостроительную фирму, представитель которой не хочет афишировать ее из за этих разработок. Но тем не менее даже он вот что пишет:
"Виктор, в вашей нынешней разработке интересно только одно - распознание чертежа для токарных деталей, но это НЕ ВАША идея, а скорее уж наша." А это одно, как раз и самое важное, чего не удается сделать никому пока в мире:-)))
Какая разница чья идея. Главное кто первым сделает и захватит мировой рынок!
Их можно понять! 2-е мощнейшие западные фирмы с миллионными и даже миллиардными оборотами, кидающие лучших людей и большие деньги на аналогичный проект, а тут какой то мужик с Урала, баламутит весь мировой рынок.
Вобщем здесь это чудо можно посмотреть:
http://cad.ru/ru/forum/index.php?PAGE_NAME=read&FID=8&TID=5851&PAGEN_1=4
Там картинки есть. Говорит, что может даже показать сам веб-сервис желающим, если они ему не вредили на протяжении многих лет здесь делать этот проект.
Жуть короче полная!
В планах у него здесь не рекламировать этот проект, а приглашать в пользователи всего нескольких человек, избранных. А рекламу развернуть, развернуть на западе.
Он считает, что время на просвещение здесь было потрачено зря. Этот проект мог бы сильно повлиять на ситуацию в целом в отечественном машиностроении, если бы на него обратили бы внимание здесь лет 5 хотя бы назад и поддержали. Теперь идут уже необратимые процессы. Во всяком случае отечественные предприятия уже никакой выгоды с него не извлекут. Зато лично он конечно может извлечь огромные выгоды. Тут и дискриминация в собственной стране по интеллектуальному признаку, автора научного открытия и саботаж на всех уровнях в течении всего времени разработок.
И совершенно невероятный факт появления коммерческой версии системы, основанной на научном открытии в отсутствии полного финансирования, что в истории цивилизации никогда не было... ВСе это, на фоне причитаний власти о необходимости инноваций должно вызвать широкий международный резонанс.
16:54:54, 30 декабря 2009
Александр
Александр
А что здесь делает Турта? По большому счёту ничего кроме слов у него еще не вышло...
13:55:57, 30 декабря 2009
Трезвомыслящий
Трезвомыслящий
Да не! На cad.ru идет схватка Турты с японцами за лидерство.
япошки видимо не могут понять, как он здесь без денег умудряется делать то, чего они пыжатся и не могут создать много лет с деньгами:-))).
А по поводу, что нельзя здесь сдвинуть технологии с места. Так и результат ведь на лицо. Сколько уже остановилось и продолжают останавливаться предприятий. Даже ВПК похоже каюк приходит.
11:56:18, 30 декабря 2009
Bлад Иванин
Bлад Иванин
Зацепило изобретателя! Только вот скажите мне... Ну где в мире используется СПИ на полную, где? Да нигде пока, т к это пока абстракция. А до России пока дойдет. У нас готовые реальные технлогии сдвинуть с места не могут, т.е. взять на вооружение, а вы про СПИ кричите...
08:57:10, 28 декабря 2009
Турта В.Г. разработчик СПИ
Турта В.Г. разработчик СПИ
Суть комментария в том, что даже в самый совершенный мозг, созданный природой, человеческий, надо вкладывать годы и годы знаний, если они еще есть у вкладывающего, да еще и при наличии педагогических навыков, чтобы этот мозг в конце, концов начал давать отдачу. Какие уж там нейронные сети.
IBM недавно продемонстрировала супер компьютер размером с футбольное поле и утверждают, что он имеет разум кошки.
По поводу слюней!
То что сейчас говорят по ТВ руководители об инновациях и их критической необходимости для машиностроения страны, Турта начал говорить в Сети намного раньше.
Я желаю Коваленко искренне успехов. Но то что реализуется в СПИ, это в корне отличается от того, что делает он.
1) Совершенно разные сферы приложений, инструмент, платформа, железо.
2) СПИ не то что там $300000, а рождается в условиях полного саботажа со стороны государства, директората, общественности.
3) СПИ не имеет вообще никаких аналогов в мире и не может быть создан никем еще много, много лет, т.к. в основе научное открытие автора.
4) Ни одно предприятие, регион, страна и думать не должно сметь об успешном развитии своей экономики без СПИ в 21 веке. На столько будет силен потенциал этой разработки.
5) России по видимому, учитывая многолетний саботаж этой разработки, будет отказано в праве стать родиной этого
"выдающегося открытия-изобретения современности".
Т.е. это скорее всего станет проектом национального позора.
А вы слюни, слюни!
Вы еще напугайте, что откажитесь от использования этой разработки всей страной навсегда. Мне очень интересно посмотреть получится ли это, учитывая то состояние в котором находится отечественное машиностроение. Бедный, бедный тогда Д.А.Медведев с призывами о модернизации страны!

Владельцам ресурса.
Этот комментарий, прошу рассматривать, просто как ответ на личный выпад.
08:44:37, 26 декабря 2009
Александр
Александр
Каждая курица свой насест хвалит
16:36:28, 23 декабря 2009
Игорь Беляков
Игорь Беляков
Как много слов - а суть вашего комментария? Вот у коваленко все понятно, в у вас, турта, спрошные слюни и эмоции
09:42:59, 23 декабря 2009
Турта В.Г. Разработчик Сетевого Промышленного Интеллекта
Турта В.Г. Разработчик Сетевого Промышленного Интеллекта
ЦИТАТА:
"Прелесть ThermoSim заключается в использовании комплексного подхода при моделировании происходящих при термической обработке процессов. На технологии производства нельзя смотреть сквозь призму маркетинговых решений: широко разрекламированные экспертные системы вовсе не решают задачи обработки, а лишь выбирают оптимальный метод решения. Поэтому по-настоящему действенными являются гибридные экспертные системы, работающие в связке с теми же нейронными сетями или физическими моделями. Именно поэтому пока разработка агрегатов, способных на основе одного лишь чертежа и анализа металла самостоятельно проработать план действий, затруднена."
Я не являюсь специалистом по нейронным сетям и в
термообработке, но много лет работал на СЧПУ и много лет занимаюсь разработками интеллектуальных технологических САПР. По приведенной цитате, хотелось бы высказаться.
На сколько я понимаю область Искусственного Интеллекта,
то экспертные системы, это системы-консультанты специалиста. Они сами не принимают решения, а подсказывают его. Принимают решения, на основе заложенных в них знаний системы, которые так и называются системы принятия решений. Что касается экспертных систем в машиностроении, то справедливости ради надо сказать, что первая такая система для СЧПУ, "ЭКСПЕРТ-Т" была создана в 1987г. на НПО "ЭНЕРГИЯ". Она могла по вводимым параметрам конструкторско-технологического элемента (КТЭ) и обрабатываемому материалу, выдавать состав технологических переходов, режимы резания, режущий и вспомогательный инструмент.
Потом нейронные сети на сколько я понимаю, это аппаратная
архитектура. Каспарова обыграла не нейронная сеть на сколько я знаю. И не одной коммерческой CAD\CAM ни инструментальной, ни интеллектуальной что то не слышно, чтобы она была реализована на нейронной сети. Что вроде
говорилось про Open Mind, но широкого распространения пока нет.
Уместно напомнить высказывание освоположника Искусственного Интеллекта Алана Тьюринга, что
"все проблемы решаемые людьми могут быть сведены к набору алгоритмов".
Уместно так же привести цитату руководителя программистов IBM, который после провала ряда проектов для крупных промышленных корпораций завил, что
"им легче понять как работают наши процессоры, чем нам, как они делают свои автомобили"
Т.е. дело то не в архитектуре компьютеров и не в языках программирования. Дело в том, что спец. создающий интеллектуальную систему, должен быть докой как в области ИТ, так и в предметной области. А на это надо убить годы и годы жизни.
Вспоминается высказывание одного специалиста в подобной теме, по поводу прототипа интеллектуальной системы для СЧПУ, реализованногго как веб-сервис: "ведь представлена уже мобильная ... Что там в этих 32 кб.? Нейронная Сеть? Я вас умоляю! ".
15:08:32, 22 декабря 2009

/interview/hi-tech/hi-tech_31.html 0
Почему доллар будет стоить 50 рублей?
Как зарабатывать по 3 000 000 рублей в месяц?
Где купить станок, который делает деньги?
Ответы на эти и другие вопросы ищи в рассылке EquipNet.ru