3Системи автоматизованого проектування рес і їх місце серед інших автоматизованих систем
3.1Етапи життєвого циклу промислових виробів
Життєвий цикл промислових виробів включає ряд етапів, починаючи від зародження ідеї нового продукту до утилізації після закінчення терміну його використовування. Основні етапи життєвого циклу промислової продукції представлені на рис. 4.2. До них відносяться етапи проектування, технологічної підготовки виробництва (ТПП), власне виробництва, реалізації продукції, експлуатації і, нарешті, утилізації.
На всіх етапах життєвого циклу виробів є свої цільові установки. При цьому учасники життєвого циклу прагнуть досягти поставленої мети з максимальною ефективністю. На етапах проектування, ТПП і виробництва потрібно забезпечити виконання ТЗ при заданому ступені надійності виробу і мінімізації матеріальних і тимчасових витрат, що необхідне для досягнення успіху в конкурентній боротьбі в умовах ринкової економіки. Поняття ефективності включає не тільки зниження собівартості продукції і скорочення термінів проектування і виробництва, але і забезпечення зручності освоєння і зниження витрат на майбутню експлуатацію виробів. Особливу важливість вимоги зручності експлуатації мають для складної техніки, наприклад в таких галузях, як авіа- або автомобілебудування.
Досягнення поставленої мети на сучасних підприємствах, що випускають складні промислові вироби, виявляється неможливим без широкого використовування автоматизованих систем (АС), заснованих на застосуванні комп'ютерів і призначених для створення, переробки і використовування всієї необхідної інформації про властивості виробів і супроводжуючих процесів. Специфіка задач, вирішуваних на різних етапах життєвого циклу виробів, обумовлює різноманітність вживаних АС.
Основні типи АС з їх прив'язкою до тих або інших етапів життєвого циклу виробів вказані на рис. 4.2 [55].
Мал. 4.2. Етапи життєвого циклу промислових виробів і що використовуються АС
Автоматизація проектування здійснюється САПР. Прийнято виділяти в САПР радіоелектронній галузі промисловості системи функціонального, конструкторського і технологічного проектування. Перші з них називають системами розрахунків і інженерного аналізу, або системами САЕ (Computer Aided Engineering). Системи конструкторського проектування називають системами CAD (Computer Aided Design). Проектування технологічних процесів складає частину технологічної підготовки виробництва і виконується в системах САМ (Computer Aided Manufacturing). Функції координації роботи систем CAE/CAD/CAM, управління проектними даними і проектуванням покладені на систему управління проектними даними PDM (Product Data Management).
Вже на стадії проектування потрібні послуги системи управління ланцюжками поставок (SCM — Supply Chain Management), іноді званою системою Component Supplier Management (CSM). На етапі виробництва ця система управляє поставками необхідних матеріалів і комплектуючих.
Інформаційна підтримка етапу виробництва продукції здійснюється автоматизованими системами управління підприємством (АСУП) і автоматизованими системами управління технологічними процесами (АСУТП). До АСУП відносяться системи планування і управління підприємством ERP (Enterprise Resource Planning), планування виробництва і вимог до матеріалів MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning), виробнича виконавська система MES (Manufacturing Execution Systems), а також SCM і система управління взаємостосунками із замовниками CRM (Customer Requirement Management).
Самі розвинуті системи ERP виконують різні бізнес-функції. Вони пов'язані з плануванням виробництва, закупівлями, збутом продукції, аналізом перспектив маркетингу, управлінням фінансами, персоналом, складським господарством, обліком основних фундацій і т.п. Системи MRP-2 орієнтовані головним чином на бізнес-функції, безпосередньо пов'язані з виробництвом, а системи MES — на рішення оперативних задач управління проектуванням, виробництвом і маркетингом.
На етапі реалізації продукції виконуються функції управління відносинами із замовниками і покупцями, проводиться аналіз ринкової ситуації, визначаються перспективи попиту на плановані вироби. Ці функції здійснює система CRM. Маркетингові задачі іноді покладаються на систему S&SM (Sales and Service Management), яка, крім того, використовується для вирішення проблем обслуговування виробів. На етапі експлуатації застосовують також спеціалізовані комп'ютерні системи, зайняті питаннями ремонту, контролю, діагности експлуатованих систем.
Автоматизовані системи управління технологічними процесами контролюють і використовують дані, що характеризують стан технологічного устаткування і протікання технологічних процесів. Саме їх гущавині всього називають системами промислової автоматизації.
Для виконання диспетчерських функцій (збір і обробка даних про стан устаткування і технологічних процесів) і розробки ПО для вбудованого устаткування до складу АСУТП вводять систему SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Безпосереднє програмне управління технологічним устаткуванням здійснюють за допомогою системи CNC (Computer Numerical Control) на базі контроллерів (спеціалізованих комп'ютерів, званих промисловими), які вбудовані в технологічне устаткування.
Останнім часом зусилля багатьох компаній, що проводять програмно-апаратні засоби АС, направлені на створення систем електронного бізнесу (Е-Соттеrсе). Задачі, вирішувані системами E-Commerce, зводяться не тільки до організації на сайтах Internet вітрин товарів і послуг. Вони об'єднують в єдиному інформаційному просторі запити замовників і дані про можливості безлічі організацій, що спеціалізуються на наданні різних послуг і виконанні тих або інших процедур і операцій по проектуванню, виготовленню, поставкам замовлених виробів. Такі системи E-Commerce називають системами управління даними в інтегрованому інформаційному просторі СРС (Collaborative Product Commerce) або PLM (Product Lifecycle Management). Проектування безпосередньо під замовлення дозволяє добитися якнайкращих параметрів створюваної продукції, а оптимальний вибір виконавців і ланцюжків поставок веде до мінімізації часу і вартості виконання замовлення. Характерна особливість СРС — забезпечення взаємодії багатьох підприємств, тобто технологія СРС є основою, інтегруючою інформаційний простір, в якому функціонують САПР, ERP, PDM, SCM, CRM і інші АС різних підприємств.
Структура САПР
Як і будь-яка складна система, САПР складається з підсистем. Розрізняють підсистеми проектуючі і обслуговуючі.
Проектуючі підсистеми безпосередньо виконують проектні процедури. Прикладами проектуючих підсистем можуть служити підсистеми геометричного тривимірного моделювання механічних об'єктів, виготовлення конструкторської документації, аналізу схемотехніки, трасування з'єднань в друкарській платні.
Обслуговуючі підсистеми забезпечують функціонування проектуючих підсистем, їх сукупність часто називають системним середовищем (або оболонкою) САПР. Типовими обслуговуючими підсистемами є підсистеми управління проектними даними, підсистеми розробки і супроводи програмного забезпечення CASE (Computer Aided Software Engineering), повчальні підсистеми для освоєння користувачами технологій, реалізованих в САПР.