Информатика специальность "технология машиностроения". Информационные технологии в машиностроении

ВВЕДЕНИЕ
Во второй половине двадцатого века роль информации как ресурса деятельности человека постоянно росла. Этот процесс наблюдается и в наши дни, что приводит к преобразованиям практически во всех сферах жизни общества. Уже можно говорить о том, что наша техногенная цивилизация вступила в новую стадию, основой которой являются быстро распространяющиеся и всепроникающие информационные технологии (ИТ).

Сегодня можно наблюдать процесс перехода как отдельных компаний, так и целых стран от традиционной рыночной системы, связанной с переработкой все больших объемов ресурсов при помощи промышленных технологий и индустриального способа массового производства товаров к системе, основанной на накопленных информационных ресурсах, позволяющих создавать высокотехнологичные товары и услуги. Наиболее показательным примером этого является перенос производства товаров и услуг крупнейшими корпорациями Европы, США, Японии в страны, отстающие в своем научном развитии. То есть, фактически, страны, лидирующие в своем развитии, продают накопленную информацию на выгодных для себя условиях государствам, не имеющим необходимых знаний и опыта, но располагающими значительными трудовыми ресурсами.

Традиционно, преимущество в конкуренции обеспечивала стратегия, осно-ванная на следующих факторах: стоимости (владения, использования, обучения, техподдержки и т. д.); времени (производственного цикла, разработки и т. д.); гибкости (изменения по желанию заказчика, дополнительные возможнос-ти, комплектация и т. д.); качестве (необходимости в переделке, исправлении брака и т.д.); инновации (т.е. нововведении в области техники, технологии, организации труда или управления, основанном на использовании достижений науки и передового опыта, обеспечивающем качественное повышение эффективности производственной системы или качество продукции).

Последние десятилетия все старались (и до сих пор стараются) выжать как можно больше из этих факторов ценности. Сейчас остался лишь один новый, мало использованный прежде, но весьма ценный ресурс для стратегии конкуренции: информация (может характеризоваться точностью, актуальностью, последовательностью, полнотой, ясностью, доступностью, безопасностью и т. д.).

На основании всего вышесказанного, можно говорить о том, что информация и информационные технологии могут быть основой развития как отдельных предприятий, так и всего общества в целом, а их внедрение и распространение способно дать многочисленные конкурентные преимущества в самых различных сферах человеческой деятельности.
^ 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ
1.1 Структура информационной системы предприятия

Любое предприятие для анализа возникающих проблем, принятия решений, контроля опера-ций, создания новых продуктов или услуг нуждается в информации.

Под информацией понимаются осмысленные и переработанные данные, которые используются для решения управленческих задач. Данные отражают события, происходящие как в самой организации, так и за ее пределами.

Информационной системой предприятия можно назвать систему, показывающую точки входа и выхода информации, направления ее потоков и взаимосвязи между ними.

Упрощенная схема информационной системы предприятия показана на рисунке 1.1. .

Как видно даже из этой упрощенной схемы, число информационных потоков заметно больше, чем путей перемещения товаров. В современной экономике обработка и обмен информацией могут приносить больше прибыли, чем движение товаров от продавца к покупателю. Стоимость компаний все в большей степени определяется не ее материальными активами (здания, оборудование), а такими нематериальными активами, как люди, идеи, технологии, а также стратегией объединения и использования главных информационных ресурсов компании.

Значительная часть этих информационных потоков состоит из достаточно легко поддающихся автоматизации процедур, что открывает широкое поле возможностей для использования передачи и обработки информации.

Созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем занимается отрасль информационных (компьютерных) технологий (ИТ, от англ. information technology, IT).

Рисунок 1.1. Схема информационной системы предприятия
^ 1.2. Этапы развития информационных систем и технологий на машиностроительных предприятиях
Можно выделить следующие основные этапы развития информационных технологий :

1960 годы - автоматизация выполнения простейших функций;

1970 годы - интеллектуальная направленность информацион-ных технологий, развитие информационного моделирования, прогнозирования и управления;

1980 годы - расширение областей применения информацион-ных технологий, создание локальных сетей и электронных баз данных. Привлечение к использованию информационных тех-нологий руководителей всех уровней управления;

1990 годы - стремление к объединению информационных ре-сурсов и кооперации при создании информационных техноло-гий; совместное использование информации; создание вирту-альных предприятий.

В настоящее время развитие существующих информационных систем и создание новых неразрывно связаны с понятием CALS-технологий. Кроме того, в некоторых случаях, термины « CALS -технологии» и «информационные технологии» употребляются как синонимы. Упрощенно, можно сказать, что CALS -технологии - это информационные технологии, построенные на определенных стандартах.

В России в качестве аналога понятия CALS иногда используется термин ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий).

Впервые концепция CALS возникла в середине 70-х годов в оборонном комплексе США в связи с необходимостью повышения эффективности управления и сокращения затрат на информационное взаимодействие в процессах заказа, поставок и эксплуатации средств вооружения и военной техники. Причиной возникновения идеи была естественная потребность в организации «единого информационного пространства», обеспечивающего оперативный обмен данными между заказчиком (федеральными органами), производителями и потребителями военной техники. На первоначальном этапе аббревиатура CALS расшифровывалась как Computer Aided Logistic Support - компьютерная поддержка поставок. Предметом CALS являлась безбумажная технология взаимодействия между организациями, заказывающими, производящими и эксплуатирующими военную технику, а также формат представления соответствующих данных.

CALS базировалась на результатах программы интегрированной компьютеризации производства (ICAM), реализованной в Министерстве обороны США. Массовое применение информационных технологий в рамках этоц программы потребовало унификации и стандартизации методов описания и анализа организационных и производственных систем . На основе уже имевшихся технологий был разработан ряд федеральных стандартов IDEF, а метод функционального моделирования IDEF0 был принят в качестве стандарта CALS.

Это положило начало процесса углубленной стандартизации и унификации правил взаимодействия участников информационных систем, значительно повышающего возможности взаимодействия на всех уровнях деятельности человека.

CALS-технологии , доказав свою эффективность, перестали использоваться только у военных и начали активно применяться в промышленности, строительстве, транспорте и других отраслях экономики, расширяясь и охватывая все этапы жизненного цикла продукта. Новая концепция сохранила аббревиатуру CALS, но получила более широкую трактовку Continuous Acquisition and Life Cycle Support – непрерывная поддержка ЖЦ продукта (изделия). CALS быстро превратилась в глобальную бизнес-стратегию перехода на безбумажную электронную технологию работы, повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта, за счет информационной интеграции и совместного использования информации на всех его этапах.

Работы по внедрению CALS-технологий велись в 2 этапа. ^ На первом этапе (рубеж 90-х годов) основное внимание уделялось представлению в электронном виде технической документации. На этом же этапе была определена технология представления технической и конструкторско - технологической документации в так называемом «нейтральном» электронном формате. На втором этапе (начало 90-х годов), в рамках всемирного консорциума 25 ве-дущих технических организаций США, было достигнуто согла-шение об использова-нии нового «нейтрального» стандарта описания данных ISO 10303 (STEP- Standart for the Exchange of Product Model Data). Сразу же после разработки стандарта STEP была начата разработка стандартов ISO 13584 (PLIB), ISO 15531 (MANDATЕ), предназначенных для описания и представления информации о компонентах и комплектующих изделия, производственно-эксплуатационной среды и обмена данными, которые имеют общую со STEP структуру и технологию построения. Эти стандарты заложили основу CALS-технологий.

В настоящее время в мире действует более 25 национальных организаций, координирующих вопросы развития CALS-технологий, в том числе в США, Канаде, Японии, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии, а также в рамках НАТО.

В России, хотя и с некоторым отставанием во времени от передовых индустриальных стран, начиная с середины 90-х годов, началось внедрение CALS как в гражданской, так и в военной сфере.

В настоящий момент CALS понимается как глобальная стратегия повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта за счет информационной интеграции и преемственности информации, порождаемой на всех этапах жизненного цикла. Средствами реализации данной стратегии являются CALS-технологии, в основе которых лежит набор интегрированных информационных моделей: самого жизненного цикла и выполняемых в его ходе бизнес-процессов, продукта, производственной и эксплуатационной среды. Возможность совместного использования информации обеспечивается применением компьютерных сетей и стандартизацией форматов данных, обеспечивающей корректную интерпретацию информации .
^ 1.3. Современные ИТ и их значение для предприятия

Конечная цель любого предприятия - прибыль, эффективность бизнеса. Одной из характерных черт современного промышленного производства являются жесткие требования к конкурентоспособности продукции. Что, в свою очередь, требует и быстрых темпов разработки и запуска продукции в производство и налагает высокие требования на качество продукта, его соответствие рынку. Инженерным языком говоря, производство работает в меньших допусках относительно того, как это было двадцать-тридцать и даже десять лет назад. Это стало возможным во многом благодаря широкому внедрению сначала САПР, затем организации обмена данными между проектными и производственными системами и на современном этапе созданию систем, полностью описывающих жизненный цикл изделия от концепции до описания технологических процессов его изготовления и эксплуатации.

Возросшая сложность, изощренность технологий производства и необхо-димость увеличивать разнообразие выпускаемой продукции породили насущную проблему координации и уп-равления информацией. Деятельность, основанная на информации, теперь составляет значительную часть всей деятельности предприятия. Только организация, основанная на информации, может дать предприятию воз-можность выжить и успешно конкурировать на динамично изменяющемся мировом рынке. Только интегрированная, ультрасовременная информаци-онная система, может обеспечить необходимое сотрудничество в масштабе всего предприятия.

Построение ИС основывается на всеобъемлющей интеграции раз-личных модулей, принципе однократного ввода данных, взаимосвязанности хранимых данных, возможности создания отчетов, непосредственном доступе к информации, ориентации на конечного пользователя и т. д.

Внедрение современных ИТ позволяет

превратить предприятие в информационно-управ-ляемое. То есть, становится возможным управлять предприятием опираясь на информационный ресурс, который, в отличие от прочих (Стоимость, Время, Оперативность реакции, Гибкость. Качество, Инновация) могут быть многократно использован;

воспринимать предприятие как одно целое. То есть, если компания состоит из множества предприятий, ведущих бизнес в разных сферах, или расположенных удаленно друг от друга, руководство может эффективно управлять ими как одним целым, не беспокоясь о совместимости приложений в тех или иных подразделениях. Так же появляется возможность объединения информационных подсистем в одну, устраняя при этом дублирование процессов;
управлять предприятием в режиме реального времени. Наибольшую ценность представляет актуальная информация. ИТ позволяют дать моментальный доступ к ней всем участником процессов. Результатом является увеличение эффективности и пропуск-ной способности каналов информации, и возможность осуществлять процессы не только последовательно, но и параллельно;
становиться основой для бизнес-стратегии предприятия. ИТ в свое время давали и дают возможность быстро производить стретегические изменения на предприятии, облегчая внедрение новых систем. Примером может быть система «Производство на мировом уровне» (World Class Manufacturing, WCM), появившаяся в 80-х годах. Она включала в себя такие мощные методы, как «Точно в срок» (ЛТ), «Тоталь-ный контроль качества» (Total Quality Management, TQM), «Оценка эффективности» (Benchmarking), «Развитие человеческих ресурсов» (Human Resources Development), «Единичное производство» (Lean Manufacturing), а позднее, в 1990-х годах, еще и Реинжиниринг бизнес-процессов;
используя одну программную платформу, работать с учетом всех особенностей конкретного предприятия. Сегодня можно создать ИС эффективную для данного предприятия не создавая ее с нуля, без привлечения огромных человеческих и финансовых ресурсов. Можно взять готовый продукт и настроить его под нужды предприятия. При этом можно добавлять или убирать необходимые функции с течением времени, сохраняя работоспособность системы.
ориентироваться на массовых пользователей. Все пользователи, которым это необходимо, могут быть включены в единую ИС предприятия. При этом система обеспечивает максимально возможно «дружелюбный» интерфейс, помогая людям делать свою работу, а не мешая.

Требования к современным ИС:

масштабируемость;
надежность;
управляемость;
опора на стандарты.

У разных компаний этот список может варьиро-ваться и включать дополнительные пункты, но эти базовые принципы присутствуют в любом варианте списка. Рассмотрим их внимательнее.

Масштабируемость подразумевает возможность увеличить необходимую производительность сис-темы как по количеству операций, так и по числу пользователей.

Надежность - это устойчивость системы к сбоям. Уровень надежности определяется про-центом времени, которое система находится в рабо-чем состоянии. Так же очень важно обеспечивать сохранность информации, которая сегодня может стоить дороже, чем сама ИС.

Управляемость. Информационная система не должна отнимать слишком много ресурсов на свое обслуживание. Речь идет не только о деньгах, но и о времени. То есть надо выбирать: содержать штат сотрудников, поддерживающих работоспособность ИС (или пользоваться услугами специальных компаний) или дать возможность своим сотрудникам самим решать все проблемы, тратя на это рабочее время.

Опора на стандарты. О необходимости стандартизации уже было сказано выше. Надо лишь добавить, что система, которая использует современные стандарты информационных технологий, весьма вероятно сможет эффективно работать и в будущем.
^ 1.4. Жизненный цикл изделия

CALS – это стратегия повышения эффективности, производительности и рентабельности процессов хозяйственной деятельности предприятий за счет внедрения современных методов информационного взаимодействия участников ЖЦ продукта.

Жизненный цикл продукта, как его определяют стандарты CALS, - это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта. Основные стадии жизненного цикла показаны далее на рисунках.

Процесс - - это совокупность взаимосвязанных ресурсов и деятельности, которая преобразует входящие элементы в выходящие. Ресурсами являются персонал, средства обслуживания, оборудование, технология, методология.

ЖЦ продукта присуще большое разнообразие процессов. Наиболее известные: производственный процесс, процесс проектирования, процесс закупок. Каждый из этих процессов, в свою очередь, состоит из технологических процессов и организационно-деловых процессов . Под технологическим процессом понимается часть производственного (или другого процесса), содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) последующему определению состояния предмета труда. Под организационно-деловыми процессами понимаются процессы, связанные с взаимодействием людей (подразделений, организаций). Все процессы ЖЦ взаимосвязаны (см. рис.1).

Для общей характеристики этих процессов используется понятие «бизнес-процесс».

Бизнес-процесс – совокупность технологических и организационно-деловых процессов, выполняемая целенаправленно в рамках заранее заданной организационной структуры.

Бизнес-процессы могут быть разного масштаба : масштаба предприятия (в него вовлечены работники нескольких подразделений, например, снабжающих предприятие материалами и комплектующими), внутрицеховые, внутрилабораторные (например, изготовить деталь). Внутри одного бизнес-процесса часть составляющих его технологических и организационно-деловых процессов может быть организована в отдельный вложенный бизнес-процесс меньшего масштаба. Отдельные технологические и организационно-деловые процессы могут раскладываться на операции (законченные части процесса, выполняемые на одном рабочем месте – выписать накладную, составить договор), которые в свою очередь делятся на переходы (законченные части операции, выполняемые одними и теми же средствами – позвонить, записать, фрезеровать).

Бизнес-процессы также различаются по типу деятельности:

основные бизнес-процессы (определяют основное направление деятельности предприятия: производство продукции, сервисное обслуживание, оказание услуг и т. п.);
вспомогательные бизнес-процессы (процессы, связанные с решением внутренних задач предприятия по обслуживанию основных бизнес-процессов);
бизнес-процессы управления (планирование деятельности предприятия, организация производства, контроль);
бизнес-процессы сети (взаимодействие с поставщиками и потребителями).

Анализ бизнес-процессов позволяет по-новому взглянуть на работу предприятия, уточнить обязанности работников, оценить эффективность использования ресурсов, увидеть недостатки, скрытые в организационной структуре. С момента введения термина «бизнес-процесс» появилось понятие «реинжиниринг бизнес-процессов» (Business Process Reengineering, BPR), которое подразумевает фундаментальное переосмысление и перепроектирование бизнес-процессов предприятия с целью повышения эффективности его работы.

В общем случае ЖЦ необходимо рассматривать как совокупность ЖЦ конечного продукта и ЖЦ входящих в него компонентов, результатов деятельности субпоставщиков. С этой точки зрения ЖЦ представляет собой древовидную структуру (см. рис. 1.2) . Информационное взаимодействие субъектов, участвующих в поддержке ЖЦ, должно осуществляться в едином информационном пространстве (ЕИП). Для разрушения коммуникационных барьеров и реализации концепции CALS необходимо создать ЕИП для всех участников ЖЦ изделия (в том числе и для эксплуатационников).

Рис. 1.2. Жизненный цикл продукта и его компонентов
ЕИП должно:

аккумулировать всю информацию об изделии;
быть единственным источником данных о нем (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);
формироваться на основе международных, государственных и отраслевых стандартов.

Фундаментом CALS-технологии является система единых международных стандартов.

CALS-стандарты можно подразделить на три группы:

- функциональные стандарты, определяющие процессы и методы формализации;

- информационные стандарты по описанию дан-ных о продуктах, процессах и средах;

- стандарты технического обмена , контролиру-ющие носители информации и процессы обмена данными между передающими и принимающими системами.

Место и роль информационных технологий и международных стандартов, а также взаимосвязь между ними, приведены на рис. 1.3 . Суть этих технологий кратко изложена ниже.

Выходы, связанные с производством продукции как у поставщи-ка, так и у производителя можно представить при использовании стандартов MRP, MRP II, ERP, ISO 15531 ManDate.

Характеристики продукции и ее состояния как у поставщика, так и у производителя можно представить при использовании стандартов ISO10303 STEP, ISO 15531 ManDate.

Требования потребителя и производителя учитываются при ис-пользовании ФСА, ФФА, FMEA, QFD.

Обратная связь между потребителем и производителем, а также между производителем и субпоставщиком может быть организована на базе стандартов ISO 9000, MRP, MRP II, ERP, ISO 15531 ManDa-te, ISO 10303 STEP.

ISO 15531 ManDate - стандарты из системы стандартов CALS -технологий. Предназначен для обеспечения коллективного доступа поставщика и потребителя к информации о производственном про-цессе поставщика. Использует согласованные со стандартом ISO 10303 STEP форматы представления данных.

Рисунок 1.3. Взаимосвязь между стандартами и бизнес-процессами на предприятии
ISO 10303 STEP - основное семейство стандартов из системы стандартов CALS-технологий (в настоящее время включает около сотни стандартов и проектов). Предназначен для обеспечения кол-лективного доступа поставщика и потребителя к информации о:

конструкции изделия;
процедурам испытаний изделия;
эксплуатационной документации на изделие;
другой информации по всем стадиям жизненного цикла изделия.

Разработан в конце 1980-х годов МО США при участии Мини-стерства торговли США и предназначался первоначально для обеспе-чения поставок военной техники и технологий. В настоящее время все шире охватывает невоенные области, прежде всего машиностроение и промышленное строительство.

Важность управления данными об изделии, представленными в формате ISO 10303 STEP, связано со следующими обстоятельствами. Данные о конструкции изделия занимают значительную часть в об-щем объеме информации, используемой в ходе его жизненного цикла (ЖЦ). На основе этих данных решается ряд задач производства из-делия, материально-технического снабжения, сбыта, эксплуатации, ремонта и др. (рис. 1.4) .

Кроме стандартов, которые относятся к CALS, существуют и другие, часто используемые в бизнес-процессах.

ISO 9000 - семейство стандартов на системы качества предприя-тия. Система качества - часть системы управления предприятия , ох-ватывающая основные бизнес процессы (в настоящее время более 20 процессов). Разработана в середине 1980-х годов как обобщение пе-редового опыта по обеспечению качества и воплощение Глобальной Европейской концепции в области качества. Предназначена для ре-шения следующих основных задач:

обеспечения климата доверия в экономике;
предоставления потребителю объективных доказательств спо-собности поставщика к производству товаров и услуг опреде-ленного уровня качества;
повышения конкурентоспособности предприятий.

Рис. 1.4. Использование конструкторских данных в ходе ЖЦ изделия
Система качества является наиболее распространенным стандар-том за всю историю ISO, их используют несколько сот тысяч пред-приятий практически во всех странах мира. Соблюдение требований стандарта в настоящее время рассматривается как пропуск на между-народный рынок товаров и услуг. В России с 1998 г. соблюдение тре-бований ISO 9000 - обязательное условие для получения госзаказа (постановление Правительства РФ №113 от 02.02.1998 г.).

MRP - стандарт на планирование материальных ресурсов (Ma-terial Requirements Planing), первый из серии стандартов на плани-рование материальных ресурсов, разработан в 1960-х годах, обеспе-чивает согласование действий снабженческих, производственных и сбытовых подразделений по формированию заказов в реальном мас-штабе времени и материального учета. Не поддерживает нулевых производственных запасов и потому не обеспечивает поставок в ре-жиме just in time (точно в срок).

Одним из наиболее распространенных методов управления про-изводством в мире является стандарт MRP II (Manufacturing Resour-se Planning), разработанный в США и поддерживаемый американ-ским обществом по контролю за производством и запасами - Ameri-can Production and Inventory Control Society (APICS). MRP II - это набор проверенных на практике разумных принципов, моделей и процедур управления и контроля, служащих повышению показате-лей экономической деятельности предприятия.

С середины 1990-х годов стандарт MRP II применяется для пла-нирования потребностей в распределении и ресурсах на уровне пред-приятия - Enterprise Resourse Planning, а интегрированные програм-мные продукты, обеспечивающие такое планирование, называются ERP-системами (например, SAP R3, BAAN, MGF/PRO, Oracle Ap-plication).

Как известно, система класса MRP II имеет целью электронное моделирование всех основных процессов, реализуемых предприятием, таких как снабжение, запасы, производство, продажа и дистрибуция, планирование, контроль за выполнением плана, за-траты, финансы, основные средства и т.д. Следует отметить, что Международный стандарт по управлению качеством процессов ISO 9000 обязывает иметь на предприятии указанные модели, хотя и не требует их электронной реализации.

ERP - дальнейшее развитие стандарта на организацию производ-ства и материально-технического снабжения (Enterprise Resource Planing) - разработан в 1990-х годах. Поддерживает концепцию CIM (компьютеризованного интегрированного производства) и оптималь-ного управления логистическими потоками в реальном масштабе вре-мени, поставки в режиме just in time (точно в срок).

В настоящее время развивается в концепции DRP (Dynamical Resource Planing) - организации производства динамической конфи-гурации, в которой бизнес процессы могут оптимально изменяться, в зависимости от изменения задач. Поддерживает концепции глобали-зации бизнеса, работы в режиме 24x365 и т.д. .

ФСА - функционально-стоимостной анализ - технология разра-ботки и анализа продуктов, позволяющая сократить себестоимость про-дуктов на основе выравнивания соотношения «важность - стоимость» элементов продукции. Разработай в США в конце 1940-х годов, принят как стандарт большинством развитых стран в конце 1960-х.

ФФА - функционально-физический анализ - технология разра-ботки и анализа технических систем, позволяющая разрабатывать продукты, реализующие эффективные принципы действия. Разрабо-тан в СССР в конце 1970-х - начале 1980-х годов, в настоящее время достаточно широко внедряется в развитых странах бывшими совет-скими специалистами.

FMEA - анализ (Failure mode and effect analysis) - анализ при-чин и последствий дефектов для потребителей - метод анализа про-дуктов и процессов, позволяющий выявить элементы конструкции (анализ продуктов) или операции процессов (анализ процессов), имеющие повышенный потенциальный риск для потребителя и разработать предупреждающие мероприятия, снижающие риск до приемлемых величин. Разработан рядом авиакосмических фирм США в рамках программы полета к Луне НАС А в середине 1960-х го-дов. В настоящее время является фактическим стандартом в боль-шинстве развитых стран.

QFD (quality function deployment) - развертывание функций качества - технология разработки и подготовки производства про-дуктов, позволяющая эффективно преобразовывать запросы потре-бителя в технические требования. Использует ряд последовательно перестраиваемых таблиц - «домиков качества» - для всех стадий раз-работки и подготовки производства изделий. Разработана в 1970-х годах в Японии. В настоящее время широко применяется в большин-стве развитых стран, где рассматривается как эффективное оружие в конкурентной борьбе .

^ 2. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1. Обеспечение информационных систем

на предприятии

В современных условиях участниками жизненного цикла конк-ретного изделия могут быть юридически и территориально не связан-ные друг с другом предприятия. CALS-технологии призваны слу-жить средством, интегрирующим существующие па предприятиях ав-томатизированные системы обработки информации в единую функ-циональную систему. Главная задача создания и внедрения CALS-технологий - обеспечение единообразных описаний и смысло-вой интерпретации данных независимо от места и времени их получе-ния в общей информационной системе. CALS-технологий не отвергают существующие автоматизированные системы обработки информации (САПР, АСТПП, АСУ, АСУП и др.), а служат средством их интеграции и эффективного взаимодей-ствия. При этом внедряется и поддерживается стандартизация проектной, технологической и эксплуата-ционной документации, понятийного аппарата и языков представления данных.

По аналогии с системами автоматизированного проектирования в составе CALS различают лингвистическое, информационное, матема-тическое, программное, методическое и техническое обеспечение системы.

К лингвистическому обеспечению CALS относятся языки и фор-маты данных о промышленных изделиях и процессах, используемые для представления и обмена информацией на всех этапах жизненного цикла изделий.

^ Информационное обеспечение составляют базы данных, содер-жащие сведения о промышленных изделиях. Эти данные используются различ-ными системами в процессе проектирования, производства, эксплуа-тации и утилизации изделий. В состав информационного обеспечения входят также серии международных и национальных CALS-стандартов и спецификаций.

^ Математическое обеспечение CALS включает, модели и алго-ритмы взаимодействия различных систем и их компонентов в CALS-технологиях. К этим моделям относятся методы структурного и имитационного моделирования, методы планирования и управле-ния процессами, распределения ресурсов и т.п.

^ Программное обеспечение CALS представлено программными комплексами, предназначенными для поддержки единого информа-ционного пространства на всех этапах жизненного цикла изделий. Это системы управления документами и документооборотом, управ-ления проектными данными, обеспечения взаимодействия предприятий в элект-ронном бизнесе, подготовки интерактивных электронных техниче-ских руководств и некоторые другие.

^ Методическое обеспечение CALS представлено методиками осуществления таких процессов, как структурирование сложных объек-тов, их функциональное и информационное моделирование, парал-лельное (совмещенное) проектирование и производство, объект-но-ориентированное проектирование, создание онтологии приложе-ний.

К техническому обеспечению CALS относят аппаратные средст-ва получения, храпения, обработки и визуализации данных при ин-формационном сопровождении изделий. Взаимодействие частей вир-туальных предприятий, систем, поддерживающих разные этапы жиз-ненного цикла изделий, происходит через линии передачи данных и сетевое коммутирующее оборудование.

На рисунке 2.1 представлены виды программного обеспечения информационных систем и их место в жизненном цикле изделия.

Рис. 2.1. Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации
Ниже представлена расшифровка названий автоматизированных систем:

CAE - Computer Aided Engineering (автоматизированные рас-четы и анализ);
CAD - Computer Aided Design (автоматизированное проекти-рование);
САМ - Computer Aided Manufacturing (автоматизированная технологическая подготовка производства);
CAPP - система проектирования технологических процессов (ТП), которая позволяет с различной степенью автоматизации проектировать единичные, групповые и типовые технологические процессы по многим направлениям: механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д.;
PDM - Product Data Management (управление проектными данными);
ERP - Enterprise Resource Planning (планирование и управле-ние предприятием);
MRP-2 - Manufacturing (Material) Requirement Planning (планирование производства);
MES - Manufacturing Execution System (производственная ис-полнительная система);
SCM - Supply Chain Management (управление цепочками по-ставок);
CRM - Customer Relationship Management (управление взаи-моотношениями с заказчиками);
SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспет-черское управление производственными процессами);
CNC - Computer Numerical Control (компьютерное числовое управление);
SFA - это Sales Force Automation (Автоматизация деятель-ности по продажам);
IETM - Interactive Electronic Technical Manuals (интерактивные электронные технические руководства )
СРС - Collaborative Product Commerce (совместный электрон-ный бизнес). [Соломенцев]
PLM - Product Lifecycle Management (Управление данными жизненного цикла изделий).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

По дисциплине: Перспектива развития машиностроения

На тему: Информационные технологии в машиностроении

Владимир 2006 г.

Введение

3.1 Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления

Заключение

Литература

Введение

В рыночной экономике независимые, самостоятельные производители товаров и услуг, а также все те, кто обеспечивает непрерывность цикла "наука - техника - производство - сбыт - потребление" не смогут успешно действовать на рынке, не имея информации. Предпринимателю нужна информация о других производителях, о возможных потребителях, о поставщиках сырья, комплектующих и технологии, о ценах, о положении на товарных рынках и рынках капитала, о ситуации в деловой жизни, об общей экономической и политической конъюнктуре не только в собственной стране, но и во всем мире, о долгосрочных тенденциях развития экономики, перспективах развития науки и техники и возможных результатах, о правовых условиях хозяйствования и т. п. В связи с этим целесообразно проанализировать информационный рынок, значительная часть услуг которого относится к сфере деловой информации.

В развитых странах значительная часть информационной деятельности в течение последних двух десятилетий вовлечена в рыночные отношения и выступает в качестве одного из важнейших элементов рыночной инфраструктуры по обслуживанию, реализации и развитию рыночных отношений, а также как самостоятельный специализированный сектор рынка, на котором предлагаются особые продукты и услуги.

Современный информационный рынок включает три взаимодействующих области: - информацию; - электронные сделки; - электронные коммуникации.

В области электронных сделок рынок информации выступает непосредственным элементом рыночной инфраструктуры, область электронной коммуникации находится на стыке с отраслью связи, а информация, относится к нематериальному производству.

Рынок электронных сделок (операций, transactions) включает системы резервирования билетов и мест в гостиницах, заказа, продажи и обмена товаров и услуг, банковских и расчетных операций.

На рынке электронных коммуникаций можно выделить различные системы современных средств связи и человеческого общения, технологий машинного производства: сети передачи данных, электронную почту, телеконференции, электронные доски объявлений и бюллетени, сети и системы удаленного диалогового доступа к базам данных и т. п.

1. Понятие информационной технологии

1.1 Что такое информационная технология

Технология -- это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология -- это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

1.2 Этапы развития информационных технологий

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и для бытовой.

Признак деления - вид задач и процессов обработки информации

1-й этап (60 - 70-е гг.) -- обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) -- создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления -- проблемы, стоящие на пути информатизации общества

1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии 1ВМ/360. Проблема этого этапа - отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

3-й этап (с начала 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его решений. Проблемы- максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.) - создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

* выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

* организация доступа к стратегической информации;

* организация защиты и безопасности информации.

Признак деления -- преимущество, которое приносит компьютерная технология

1 -й этап (с начала 60-х г.г..) характеризуегся довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллектив-ное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая - плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и пони-мания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем-ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Пользователь заинтересован в проводимой разработке, налаживается контакт с разработчиком, возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество.

Признак деления - виды инструментария технологии

1-й этап (до второй половины XIX в.) -- "ручная" информационная технология инструментарий которой составляли: перо. чернильница, книга Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.

2-й этап (с конца XIX в.) -- "механическая" технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме более удобными средствами,

3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) -- "электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.

Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

4-й этап (с начала 70-х гг.) -- "электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию аналитической работы. Множество объективных и субъективных факторов не позволили решить стоящие перед новой концепцией информационной технологии поставленные задачи, Однако был приобретен опыт формирования содержательной стороны управленческой информации и подготовлена профессиональная, психологическая и социальная база для перехода на новый этап развитии технологии,

5-й этап (с середины 80-х гг.) -- "компьютерная" ("новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений.

Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

1.3 Составляющие информационной технологии

Используемые в производственной сфере такие технологические понятия, как норма, норматив, технологический процесс, технологическая операция и т.п., могут применяться и в информационной технологии. Прежде чем разрабатывать эти понятия в любой технологии, в том числе и в информационной, всегда следует начинать с определения цели. Затем следует попытаться провести структурирование всех предполагаемых действий, приводящих к намеченной цели, и выбрать необходимый программный инструментарий.

Необходимо понимать, что освоение информационной технологии и дальнейшее ее использование должны свестись к тому, что нужно сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (технологию). Он может начинаться с любого уровня и не включать, например, этапы или операции, а состоять только из действий. Для реализации этапов технологического процесса могут использоваться разные программные среды.

Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям:

* обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;

* включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;

* иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

1.4 Инструментарий информационной технологии

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии.

Определим это понятие:

Инструментарий информационной технологии -- один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.) экспертные системы и т.д.

2. Становление рынка информационных технологий

1992--1993 гг. можно считать периодом активного становления информационного рынка. Происходило вымывание фирм-однодневок, ориентированных на легкие деньги, и закрепление “фирм-“тяжеловесов”, для которых информационный бизнес стал основным видом деятельности. Фирмы, которые пришли на рынок “всерьез и надолго”, определили свои приоритеты, основные направления развития, источники информации и пути сбыта информационных продуктов/услуг. Это были преимущественно деловые справочники и базы данных с информацией о производителях товаров и услуг.

Одновременно, наряду с отечественными, на российском информационном рынке появились зарубежные информационные компании -- лидеры мирового информационного рынка: “Дан энд Брэдстрит”, “Компасе” и др. Казалось, что они с легкостью вытеснят российские информационные фирмы с рынка. Во всяком случае опыт работы, профессионализм, методическая, программная, финансовая и техническая обеспеченность зарубежных информационных фирм были не то что на порядок, на несколько порядков выше российских информационных фирм -- агентств.

Когда в 1992 г. компания “Дан энд БрэдстриТ” решила открыть свое представительство в России, то ее первый десант ознакомился с несколькими информационными фирмами в России и продемонстрировал применяемые методы работы с клиентами. Пропасть между тем, что делало, например, АДИ “Бизнес-карта” и считало это информационным бизнесом, и тем, что было продемонстрировано, казалась непреодолимой, и оставалось только одно -- быстрее найти другой бизнес.

Зарубежные компании быстро сориентировались в российской действительности и не стали претендовать на лидирующие позиции. Этому есть несколько причин.

Во-первых, непрозрачность российского рынка. Компании не смогли официальным путем получать достоверные сведения об участниках рынка, а тем более о финансовой состоятельности российских предприятий, а следовательно, об их кредитоспособности, что является одним из основных параметров характеристики предприятия для любого инвестора.

Во-вторых, низкая платежеспособность российского рынка. Достаточно сказать, что стоимость справки об одном предприятии, которую могут предоставить зарубежные компании, составляет от нескольких десятков до нескольких сотен долларов. Такие деньги готовы были платить очень немногие участники российского рынка -- банки, нефтяные и газовые компании, крупные торговые фирмы. Но большой бизнес, а только такой бизнес интересует крупные зарубежные компании, на таком узком сегменте рынка не построишь. Юферев О.В., Шкиндеров А. Базы данных для прямого маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 1999. - №3. - с.38-43.

2.1 Предпосылки для ускоренного развития рынка информационных технологий

Рынки стран Восточной Европы и восточной части Центральной Европы продолжают представлять значительный интерес для ИТ-индустрии в мире, причем общие затраты этих стран на информационные технологии достигли в 1995 году 4,7 миллиарда $. Продолжающиеся программы по модернизации широкого спектра инфраструктуры и базовых услуг, таких как банковое дело, страхование, производство, розничная продажа и государственное администрирование, в совокупности с запросами развивающегося частного сектора, будут способствовать интенсивному росту ИТ в данном регионе.

Поскольку экономическое положение Восточной Европы и восточной части Центральной Европы стабилизируется, расширение рынка информационных технологий, главным образом, происходит за счет, так называемой, второй фазы развития, несколько лет назад практически несуществующей, охватывающей фирменное и изготовленное на заказ программное обеспечение, услуги и сетевую обработку. В то время как потребность в базовом компьютерном оборудовании остается велика, особенно на рынках России, Польши и Чехии, увеличение ежегодного дохода в регионе в настоящий момент вызвано продажей программного обеспечения, профессионального обслуживания и профилактических поддерживающих услуг.

В табл. 1-3 приведены интегральные показатели затрат на компьютерное оборудование, программное обеспечение и сервисное обслуживание в странах Западной и Восточной Европы.

Если сравнение затрат в абсолютных показателях вызывают досаду, но, по крайней мере, их ошеломляющее различие объяснимо разницей экономического положения стран, то относительное распределение затрат в различных сферах ИТ - рынка несет в себе много полезной информации и сопоставительный анализ пропорций рынка и тенденций их изменения может быть весьма полезным. Знаменский Ю.Н., Чугунова Г.Н. Рынок средств информатики в России и Европе // Автоматизация проектирования. - 1997. - №2

Таблица 1. Объем рынка ИТ в России, млн. $.

Таблица 2. Объем рынка ИТ в странах Восточной Европы, млн. экю.

Несмотря на то, что затраты в восточноевропейском регионе на информационные технологии за последние 5 лет существенно возросли, отношение объемов ИТ - продукции к валовому внутреннему продукту - ВВП (GDP - gross domestic product), также как и отношение количества так называемых "белых воротничков" к персональным компьютерам показывает, что затраты на компьютерное оборудование до сих пор здесь заметно ниже, чем в среднем на рынке стран Западной Европы. Иными словами, потенциал отложенного спроса на информационные технологии в восточноевропейской экономике все еще весьма высок.

Таблица 3. Объем рынка ИТ в странах Западной Европы, млн. экю.

Мы приведем отношение объемов ИТ - продукции к внутреннему валовому продукту и насыщение персональными компьютерами сферы управления (в 1994 году) в странах Западной Европы и США (табл. 4). И хотя мы не располагаем аналогичными данными по странам Восточной Европы, но анализ приведенных данных говорит об их несопоставимости.

Таблица 4. Сравнительные показатели.

		Кол-во ПК на 100"белых воротничков"
Западная Европа

Швейцария

Примечание: страны EU - Германия, Франция, Великобритания, Италия, Испания, Австрия, Бельгия, Люксембург, Дания, Греция, Ирландия, Нидерланды, Норвегия, Португалия, Финляндия.

3. Информационные технологии в машиностроении

информационная технология машиностроение

3.1 Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления)

Нормой хозяйствования отечественных предприятий в рыночных условиях является применение средств вычислительной техники в процессе внутрифирменного планирования. Применение их в условиях немассовых типов производства обусловлено необходимостью выполнения большого объема трудоемких расчетов и весьма сложных графических построений.

Реализация процессов производственного планирования и управления осуществляется в настоящее время на большинстве современных предприятий с использованием комплекса ИТ, включающего программное обеспечение и аппаратные средства вычислительной техники, которые в совокупности образуют автоматизированную систему управления (АСУ).

При построении эффективных АСУ осуществляют согласованную автоматизацию как сферы материального производства, так и сферы собственно информационной технологии на всех уровнях и стадиях на основе концепции интегрированных автоматизированных систем управления (ИАСУ). ИАСУ осуществляет автоматизацию как материальной, так и информационной составляющих производственного процесса в их взаимосвязи от формирования портфеля заказов до сбыта и отгрузки готовой продукции. АСУ являются составной частью систем информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделия - САЬ8-технологий. Это направление включено в состав критических технологий, утвержденных Президентом Российской Федерации.

ИАСУ многономенклатурным производством состоит из функционально и эксплуатационно-законченных подсистем, каждая из которых может функционировать самостоятельно, обмениваясь информационными массивами с другими подсистемами. Эти подсистемы могут быть резидентными на различных иерархических уровнях и эксплуатироваться в составе различных организационных служб. Подсистемами, на которые можно подразделить ИАСУ, являются: подсистема управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУ ПХД); подсистема управления технологической подготовкой производства (АСУ ТТ1П); подсистема оперативного управления ходом автоматизированного производства (АСУ АП).

Головным компонентом ИАСУ, обеспечивающим управление организационно-экономическими процессами предприятия на всех уровнях, является АСУ ПХД. В состав АСУ ПХД, в свою очередь, входят следующие подсистемы: технико-экономическое планирование; управление финансовой деятельностью; бухгалтерский учет; оперативное управление основным производством; управление качеством; управление кадрами; управление вспомогательным производством.

Центральное место в подсистеме оперативного управления производством занимают функции планирования и моделирования хода производственного процесса. Их можно распределить на две подсистемы:

1) подсистема календарного планирования и учета. Функции подсистемы:

составление межцехового календарного плана, координирующего работу цехов и служб;

расчет производственных программ цехов и участков;

расчет нормативов движения производства;

расчет календарных графиков, определяющих порядок, последовательность и сроки изготовления продукции;

оперативный пооперационный учет;

учет наличия готовых деталей, сборочных единиц и изделий на складах;

учет технической готовности заказов и пр.;

2) подсистема оперативного регулирования хода производства. Функции подсистемы:

анализ отклонений от установленных плановых заданий и календарных графиков производства и принятие оперативных мер по их ликвидации.

3.2 Интегрированная система автоматизированного проектирования и изготовления станин

В серийном производстве станков широкой номенклатуры автоматизация изготовления базовых деталей станков (станин, рам, оснований, колонн и др.) может быть эффективно осуществлена объединением информационными связями трех автоматизированных систем: 1) системы автоматизированного проектирования (САПР) конструкции станка и отдельных деталей; 2) САПР технологического процесса изготовления; 3) гибкой производственной системы (ГПС) изготовления.

Рассмотрим на конкретном примере механизм изготовления станин, используя ИС.

Проектирование конструкции станины может осуществляться в режиме диалога конструктора с ЭВМ, осуществляемого с помощью графического дисплея со световым пером и клавишной панели.

Конструктор постепенно рисует на экране дисплея, подключенного к ЭВМ, отдельные виды станины, производя необходимые расчеты станины на жесткость, виброустойчивость и т. д. по заранее введенным в ЭВМ программам. При этом ЭВМ по требованию выводит на экран дисплея необходимую справочную информацию, например, о свойствах материалов, стандартных конструкциях и размерах, помещенную в запоминающем устройстве ЭВМ.

Конструктор имеет возможность поворачивать трехмерное изображение станины на экране, делать необходимые разрезы, менять масштаб изображения, изменять и дополнять конструкцию.

Имеется возможность видеть на экране дисплея эпюры напряжений и деформированное состояние станины под действием задаваемых конструктором сил и моментов.

Оптимизированная конструкция станины выдается далее по каналам связи в систему автоматизированного проектирования технологического процесса (САПР ТП), которая осуществляет разработку оптимального технологического процесса изготовления станины с учетом условий автоматизированного производства.

Далее в соответствии с разработанным САПР ТП технологическим процессом осуществляется автоматизированное изготовление заготовки станины, которая затем поступает в автоматизированный склад заготовок гибкой обрабатывающей системы. ЭВМ обрабатывающей системы осуществляет управление станочными модулями, координатно-разметочной и контрольно-измерительной машиной, а также гибкой транспортной системой, объединяющей технологическое оборудование.

По данным ЭВМ, поступающим на дисплеи, в отделении подготовки инструмента комплектуют и настраивают необходимый инструмент, в отделении подготовки приспособлений подготавливают необходимые установочные и зажимные устройства. Заготовки устанавливают на палеты, после чего осуществляется автоматическая их обработка на станочных модулях. При необходимости переустановки заготовки на палете она автоматически транспортируется в отделение установки, одновременно на экране дисплея появляются необходимые указания для выполнения их оператором ГПС. При заранее подготовленном инструменте и установленных на палеты заготовках ГПС может осуществлять обработку заготовок без участия людей, например в ночную смену.

Интегрированная система изготовления станин обеспечивает высокий уровень автоматизации и производительности труда, малые затраты времени на проектирование и изготовление станин, высокое качество станин благодаря оптимизации конструкции и процесса изготовления. При этом исключается необходимость в рабочих чертежах как средства передачи информации.

Система содержит пять многоцелевых станков, две контрольно-измерительные машины и установку для измерения припусков.

Спутники с заготовками транспортируются на воздушной подушке со скоростью до 1 м/с с помощью бегущего магнитного поля, создаваемого линейными электродвигателями гибкой транспортной системы, управляемой ЭВМ.

Гибкая производственная система АСК-30, разработанная ЭНИМСом и установленная на Ульяновском заводе тяжелых станков, предназначена для обработки базовых деталей металлорежущих станков, в том числе станин четырех наименований массой до 5 т и максимальным размером 3,6 X 2,2 X 1,45 м. При двухсменном режиме работы на АСК-30 обрабатывают в год около 700 заготовок. Система АСК-30 содержит горизонтальный многоцелевой станок ЛР353Ф2 с поворотным столом и магазином на 50 инструментов и многоцелевой станок модели УФ0856 с магазином на 40 инструментов. Перед обработкой на АСК-30 заготовки должны пройти разметку, черновую обработку, старение и окраску, подготовку технологических баз и установку на спутник. Системой управляет ЭВМ М6000 или СМ-1, которая обеспечивает подготовку, контроль, редактирование и хранение управляющих программ, управление станками с ЧПУ, оперативно-календарное планирование, а также учет хода производства. Система АСК-30 обеспечивает повышение производительности труда в 1,5 раза по сравнению с индивидуальными станками с ЧПУ и в 3 ... 4 раза по сравнению с универсальными станками.

На гибком автоматизированном участке обработки заготовок станин, колонн, оснований завода фирмы «Ямазаки» (Yamazaki, Япония) установлены семь многоцелевых станков и три ПР. Заготовки станин обрабатывают на палетах за одну установку на станках, оснащенных системами СNС и обеспечивающих обработку заготовок с пяти сторон. Закалка направляющих осуществляется роботом. После закалки направляющие шлифуются на станке с ЧПУ. Специальный робот удаляет стружку из внутренних полостей станины стружкоотсосом. На участке обеспечивается автоматическая обработка заготовок в ночную смену. При этом задействовано минимум персонала.

Заключение

Таким образом, как показал данный реферат необходимым условием для успешного функционирования любой сложной системы (в т.ч. экономической, технической, военной и т.п.) является нормальное функционирование следующих процессов:

целенаправленный сбор, первичная обработка и предоставление доступа к информации

каналы организации доступа пользователей к собранной информации.

Основная проблема сбора необходимой информации состоит в том, чтобы обеспечить:

полноту, адекватность, непротиворечивость и целостность информации

минимизацию технологического запаздывания между моментом зарождения информации и тем моментом, когда к информации может начаться доступ. Обеспечить это можно только современными автоматизированными методиками, базирующимися на основе компьютерных технологий. Крайне важно, чтобы собранная информация была структурирована с учетом потребностей потенциальных пользователей и хранилась в машиночитаемой форме, позволяющей использовать современные технологии доступа и обработки.

изготовление обработка деталей на станках с ПУ обеспечивает высокую степень автоматизации и широкую универсальность выполняемой обработки.

Из имеющихся на сегодня каналов предоставления информации наиболее интересными являются каналы передачи информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, дискеты, CD-Rom, Internet). Причиной этого является тот факт, что технологическое запаздывание информации при передачи ее на традиционных печатных носителях настолько велико, что к моменту поступления к потенциальному пользователю она уже не будет соответствовать реальной ситуации и будет малопригодна для принятия обоснованных управленческих решений.

Литература

Андреева И.А. Состояние и тенденции развития рынка информационных продуктов и услуг. // Информационные ресурсы России. - 1998. - № 1 (38)

Гюнтер Мюллер - Штевенс, С. Ашванден. Информационная технология и управление предприятием // Проблемы теории и практики управления. - 1998. - №1

Знаменский Ю.Н., Чугунова Г.Н. Рынок средств информатики в России и Европе // Автоматизация проектирования. - 2003. - №2

Михайлова Е.А. Проблемы и перспективы развития Internet и международного маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 2004. - №6. - с.76-89.

Пименов Ю.С. Использование Internet в системе маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 2002. - №1. - с.36-45.

Юферев О.В., Шкиндеров А. Базы данных для прямого маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 2003. - №3. - с.38-43.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие информационных технологий, этапы их развития, составляющие и основные виды. Особенности информационных технологий обработки данных и экспертных систем. Методология использования информационной технологии. Преимущества компьютерных технологий.

курсовая работа , добавлен 16.09.2011

Роль структуры управления в информационной системе. Примеры информационных систем. Структура и классификация информационных систем. Информационные технологии. Этапы развития информационных технологий. Виды информационных технологий.

курсовая работа , добавлен 17.06.2003

Сущность и этапы развития информационных технологий, их функции и составляющие. Характеристика информационных технологий управления и экспертных систем. Использование компьютерных и мультимедийных технологий, телекоммуникаций в обучении специалистов.

курсовая работа , добавлен 03.03.2013

Информационные технологии и системы. Связь организаций и информационных систем. Интегрированная система управления промышленными предприятиями. Возможности информационных технологий в бизнесе, их влияние на организацию и роль менеджеров в этом процессе.

курсовая работа , добавлен 07.05.2012

Этапы развития информационной системы и происходящие в ней процессы. Виды, инструментарий, составляющие информационных технологий. Производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения как цель информационной технологии.

контрольная работа , добавлен 18.12.2009

Информатика как единство науки и технологии, этапы ее развития и инструментарий. Классификация видов информационных технологий и их применение. Модели информационных процессов и структура программных продуктов. Объектно-ориентированное проектирование.

курс лекций , добавлен 12.12.2011

Условия повышения эффективности управленческого труда. Основные свойства информационных технологий. Системные и инструментальные средства. Классификация информационных технологий по типу информации. Главные тенденции развития информационных технологий.

реферат , добавлен 01.04.2010

Понятие информационных технологий, история их становления. Цели развития и функционирования информационных технологий, характеристика применяемых средств и методов. Место информационного и программного продукта в системе информационного кругооборота.

реферат , добавлен 20.05.2014

Этапы развития и составляющие информационных технологий. Особенности, связанные с обработкой данных. Объяснения, выдаваемые по запросам. Устаревание информационной технологии. Характеристика методологии централизованной и децентрализованной технологии.

курсовая работа , добавлен 09.09.2014

Теоритические аспекты информационных технологий на предприятиях. Системы, используемые в информационных технологиях. Особенности применения информационных технологий в маркетинговой деятельности. Влияние информационных технологий на туристическую отрасль.

Введение

1. Понятие информационной технологии

1.1 Что такое информационная технология

1.2 Этапы развития информационных технологий

1.3 Составляющие информационной технологии

1.4 Инструментарий информационной технологии

2. Становление рынка информационных технологий.

2.1. Предпосылки для ускоренного развития рынка информационных технологий

3. Информационные технологии в машиностроении

3.1. Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления

3.2. Интегрированная система автоматизированного проектирования и изготовления станин

Заключение

Литература

Введение.

Современный информационный рынок включает три взаимодействующих области: - информацию; - электронные сделки; – электронные коммуникации.

1. Понятие информационной технологии.

1.1 Что такое информационная технология.

Технология - это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

1.2 Этапы развития информационных технологий.

Признак деления - вид задач и процессов обработки информации

1-й этап (60 - 70-е гг.) - обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) - создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления - проблемы, стоящие на пути информатизации общества

Выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

Организация доступа к стратегической информации;

Организация защиты и безопасности информации.

Признак деления - преимущество, которое приносит компьютерная технология

1 -й этап (с начала 60-х г.г) характеризуегся довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллектив-ное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая - плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и пони-мания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

информационная технология машиностроение

Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления)

1) подсистема календарного планирования и учета. Функции подсистемы:

составление межцехового календарного плана, координирующего работу цехов и служб;

расчет производственных программ цехов и участков;

расчет нормативов движения производства;

расчет календарных графиков, определяющих порядок, последовательность и сроки изготовления продукции;

оперативный пооперационный учет;

учет наличия готовых деталей, сборочных единиц и изделий на складах;

учет технической готовности заказов и пр.;

2) подсистема оперативного регулирования хода производства. Функции подсистемы:

Девжеева Т.Г. 1 , Калинкин А.К. 2

1 Старший преподаватель, 2 старший преподаватель, Альметьевский государственный нефтяной институт.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Аннотация

В статье рассматриваются возможности CAD/CAM/CAE-систем в машиностроении, которые позволяют сократить срок внедрения новых изделий, а также оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции, повышая, тем самым, ее конкурентоспособность.

Ключевые слова: система автоматизированного проектирования, технологический процесс, управляющая программа.

Devzheeva T.G. 1 , Kalinkin A.K. 2

1 A senior teacher, 2 a senior teacher, Almetyevsk State Oil Institute

RELEVANCE OF APPLICATION OF INFORMATION TECHNOLOGIES IN MECHANICAL ENGINEERING

Abstract

In article possibilities of CAD/CAM/CAE systems in mechanical engineering which allow to reduce the term of introduction of new products are considered, and also have essential impact on the production technology, allowing to increase quality and reliability of products, increasing, thereby, its competitiveness.

Keywords: system of the automated design, technological process, the operating program.

Успешная деятельность различных предприятий во многом зависит от их способности накапливать и перерабатывать информацию. Сегодня без компьютерной автоматизации уже невозможно производить современную конкурентоспособную технику. САПР в машиностроении используется для проведения конструкторских, технологических работ, работ по технологической подготовке производства. С помощью САПР выполняется разработка чертежей, производится трехмерное моделирование изделия и процесса сборки, проектируется вспомогательная оснастка, например штампы и пресс-формы, составляется технологическая документация и управляющие программы (УП) для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), ведется архив. Современные САПР применяются для сквозного автоматизированного проектирования, технологической подготовки, анализа и изготовления изделий в машиностроении, для электронного управления технической документацией. Объединение САПР с автоматизированной системой управления предприятием (бухгалтерский учет, экономический анализ и прогноз, вопросы материально-технического снабжения, управление складами, планирование и диспетчеризация производственных процессов) позволяет создать единый информационный комплекс.

Задача современного производства – это как можно быстрее выдать готовый продукт при минимальных затратах. Появление какого-либо изделия можно представить в виде:

Первый уровень – формируется объект, обладающий рядом свойств.
Конструкторско-технологический уровень – объект формируется окончательно, происходит его разработка с точки зрения конструктора и технолога.
Производственный уровень – это реальное воплощение объекта, подготовка оснастки для его производства.
Последний уровень – выдача заказа.

Со второго и третьего уровня происходит пополнение базы конструкторских и технологических решений, оттуда же берутся уже готовые решения, когда-то отработанные и проверенные, либо какие-то решения отвергаются как заведомо невыполнимые, убыточные.

Но это, идеальная схема. На деле, в данной схеме возможны многочисленные обратные связи. Основная проблема – это недостаток информации об объекте производства и/или ее неверное истолкование, а также большие затраты времени на обработку этой информации. Одно из средств, позволяющих сильно сократить время проектирования – это САПР.

Технология CAD/CAM/CAE призвана обеспечить ускорение и упрощение процесса производства. Данная технология направлена на избежание ошибок при управлении сложным циклом разработки и производства детали, учитывает многие факторы, которые ранее не учитывались из-за сложности расчетов.

Существуют множество самых разных САПР, как похожих друг на друга, так и весьма отличающихся. В основном существует такая классификация пакетов САПР :

Тяжелые САПР. Обеспечивают полный цикл проектирования от разработки внешнего вида, до подготовки документации и разработки управляющих программ. Такие САПР – это Unigraphiсs, CATIA, Pro/Engineer.
Средние САПР. Полного цикла не обеспечивают, обычно имеют провалы в цепи проектирования. Из российских производителей среднего САПР наиболее широко известны фирма «АСКОН», САПР «Компас», и фирма «Топ-системы», которая разрабатывает САПР Т-flex.
Легкие, или т.н. «специализированные» САПР, которые решают только узкие задачи проектирования – например, только проектирование кулачков или пресс-форм. В качестве примера можно привести продукцию фирмы Delcam, которая никак не может обеспечить полный цикл проектирования, но зато обеспечивает создание управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ. Из российских вариантов специализированного САПР можно выделить ГЕММУ и ADEM.

Все САПР основываются на представлении каким-либо образом объектов производства: двухмерный чертеж; трехмерная модель; математическая модель объекта; готовая деталь.

Наибольшее распространение сейчас получили трехмерные модели – как наиболее простые и функциональные, исключающие возможность двойного толкования и удобные в построении. Но математическое моделирование все больше и больше распространяется в мире, уже многие САПР, в основном тяжелые, работают именно с математическими моделями.

Разные САПР создаются для решения разных задач, причем весьма отличающихся друг от друга. И соответственно отличается их идеология, способы построения объектов, требуемое программное обеспечение. Иметь на производстве несколько типов разных САПР нецелесообразно. Особенно, если существуют трудности с импортом-экспортом моделей. Например, конструкторский отдел использует Mechanical Desktop, и создает чертежи в формате AutoCAD, а технологи работают с t-flex ЧПУ. В данном случае t-flex не может правильно интерпретировать файлы AutoCAD, а возможности в Mechanical Desktop по переводу данных в формат t-flex фирма AutoDesk не предусмотрела.

Потому САПР внедряют для всего производства сразу и к каждому САПР разрабатываются самые разнообразные модули.

Например, использование программного модуля на базе Инвариантного постпроцессора IPP, предназначенного для преобразования файла траектории движения инструмента и технологических команд в файл управляющей программы, адаптированной к конкретному комплексу «станок-система ЧПУ», позволяет инженеру-технологу формировать УП, не зная языка программирования.

При проектировании и изготовлении изделия в условиях конкуренции модульная структура САПР позволяет: виртуально испытывать и как можно быстрее разрабатывать модели, отрабатывать технологию, исключать многие ошибки; технология CAM позволяет быстро изготовить различные детали; CAD – спроектировать новые конструкции.

Рассмотрим на примере детали типа «импеллер» эффективность применения модуля CAM системы Sprut-Технология . Такие детали изготавливаются методом копирования. Оборудование, на котором производится обработка, морально устаревает и предлагается его замена на современный 5-ти координатный обрабатывающий центр. В связи с этим, необходим расчет траектории при фрезеровании криволинейных поверхностей на станках с ЧПУ.

Суть работы в CAM системе сводится к определенному алгоритму действий. Технолог должен задать обрабатываемую модель и общие требования к процессу обработки, такие как высота гребешка, максимальный угол врезания, способы подхода и т. п. По введенной информации система автоматического программирования рассчитает оптимальную траекторию с учетом кинематики станка и крепежной оснастки.

Работа начинается с загрузки в SprutCAM 3D модели детали, которую необходимо обработать. В качестве оборудования для обработки выбран 5-координатный обрабатывающий центр MIKRON UCP 600 Vario.

Обработка детали будет происходить в три этапа. Вначале необходимо выбрать большую часть материала между стенками лопаток. Если пользоваться стандартными методами задания рабочих зон система не будет понимать, что именно от нее требуется. Для решения этой задачи необходимо правильно обозначить область обработки, для чего проецируем на плоскость YX границы межлопаточного пространства (рис. 1).

Рис.1. Проекция границ межлопаточного пространства

Затем в режиме 2D редактора достраиваем область обработки, полностью включающую в себя межлопаточное пространство. Выполнив это, мы обеспечиваем абсолютные гарантии того, что обработка будет производиться только в заданной области.

Далее задаем ряд параметров: режущий инструмент, нижний уровень, шаг по Z, радиальный и осевой припуски. Выполнив вышеперечисленные действия, мы получим удовлетворяющую нас траекторию черновой выборки межлопаточного пространства.

Одним из плюсов SprutCAM является возможность размножения траектории по оси различными методами.

Следующим этапом будет чистовая обработка самих лопаток. Для этого необходимо выбрать все поверхности, образующие стенки лопаток и описать их как направляющие поверхности в виде изолиний с шагом 0,2. В результате мы получим траекторию, огибающую контур лопатки, изменяющуюся с шагом по Z на 1 мм (рис. 2).

Рис.2. Траектория чистовой обработки боковой поверхности лопатки

Заключительным этапом является обработка дна межлопаточного пространства. Благодаря возможности копирования параметров операций, мы указываем те же параметры, что и в первой операции, и система сама просчитает, что необходимо доработать. В нашем случае это будет дно межлопаточного пространства.

Таким образом, использование системы SprutCAM для расчета управляющих программ обработки деталей, позволит в кратчайшие сроки организовать изготовление импеллера c учетом требуемого качества и трудоемкости обработки.

Литература

Левин В.И. Информационные технологии в машиностроении / В.И.Левин. – М. : Издательский центр «Академия», 2013. - 272 с.
Матвеев В.Н. Повышение эффективности станков с ЧПУ путем создания программных модулей / В.Н. Матвеев, Е.И. Егорова // Материалы научной сессии по итогам 2003 г. – Альметьевск: АГНИ, 2004. – С.25.
СПРУТ – технология [Офиц. сайт]. URL:http://www.sprut.ru /(дата обращения: 10.11.2014).

References

Levin V.I. Informacionnye tehnologii v mashinostroenii / V.I.Levin. – M. : Izdatel’skij centr «Akademija», 2013. - 272 s.
Matveev V.N. Povyshenie jeffektivnosti stankov s ChPU putem sozdanija programmnyh modulej / V.N. Matveev, E.I. Egorova // Materialy nauchnoj sessii po itogam 2003 g. – Al’met’evsk: AGNI, 2004. – S.25.
SPRUT – tehnologija . URL: http://www.sprut.ru / (data obrashhenija: 10.11.2014).