10 Дәрістің тақырыбы: Автоматтандырылған өндірістегі cals –технология.

Соңғы онжылдықта өнеркәсіп жақтан дамыған елдердің экономикалық дамытудың басты факторы ақпараттық технологияны дамыту болып табылады. Мұндай технологиялар экономиканың дамуын нақты өнім өндірісінің берілген шарттарындағы материалды және қаржы шығындарын минимумға келтіру есебінен үдету міндеттерін шешіп береді.

Әсіресе ақпараттық технологияның дамуы, соңғы онжылдықта дамыған елдер арасындағы өнеркәсіп кооперация нарығы мен халықаралық өнеркәсіп коперациясының кеңеюуі себепші болды. Өнеркәсіптік кооперацияны дамытудың қазіргі деңгейінде электронды технологияның ақпараттық өзара әрекетін қамтамасыз етеін өнімнің әртүрлі өндіру кезеңдерін «электрондық сипаттама» стандартының бірыңғай кешенінің болмауы өнімді жобалау, даярлау және пайдалану процестерінде едәуір қосымша шығындарға алып келеді. Бұл шығындар батыс аналитиктерімен бағалануда, мысалы, АҚШ өнеркәсібінің масштабында жылына ондаған миллиардтаған доллар болады.

CALS-технологиясы – компьютерлік технологияны пайдалану кезеңі, онда технологиялық процестерді (ТПАБЖ), жобалау жұмыстарын (ЖЖАБ), кәсіпорындарды (КАБЖ) автоматты басқару жүйелері, деректерді телекоммуникация негізінде беру жүйелері – бір тұтастыққа бірігеді.

CALS-технологиясы өзінше қазіргі өңдеу процестерін ұйымдастыру, деректерді әрбір тіршілік ету циклінде ұсыну және деректермен электронды алмасу әдістерін стандарттау негізінде сол процестердің ақпараттық қолдау жолымен бұйымдарды өндіру, пайдалану және сатылғаннан кейін оған қызмет көрсетілуін ұсынады. CALS тұжырымы ережелер, регламенттер, стандарттар жиынтығын анықтап береді, оларға сәйкес жобалау, өндіріс, тәжірибе және т.б. процестеріне қатысатын мүшелердің ақпараттық («электрондық») өзара әрекеті құрылады.

СALS-технологиясын өнімдерді құру, өндіру және пайдалануға барлық қатысушылардың ұйымдастыру мен ақпараттық қолдау құралы ретіндегі мақсаты өнімді зерттеу мен пайдалану процестерін үдету, ондағы шығындарды қысқарту, оны пайдалану мен техникалық қызмет көрсету процестеріндегі сервис деңгейін көтеру есебінен олардың іс-әрекетін жоғарлату. CALS-технологиясының басты артықшылығы оларды енгізу толық көлемде шығарылатын өнімнің сапасын едәуір жоғарлатуға, НИОКР-ң орындалуын үдетуге және жоғары технологиялық өнімдерді өндіру мен пайдалану кезіндегі шығындарды 30%-ға азайтуға мүмкіндік береді. Одан бөлек, мұндай технологиялар тұтынушыларға пайдалану кезінде үлкен қолайлық тудырады. Күрделі машиналы-техникалық кешендерді өңдеу, құру және пайдаланудың дәстүрлі технологияларында қолданылатын техникалық құжаттамалардың көп тоннасы сондай ақпараттардан тұратын, бірақ «электрондық» түрдегі кішкене көлемдегі дискеттерге алмастырылады деп айтсақ болады. Бұл кезде пайдаланылатын техниканы жөндеу және техникалық қызмет көрсету мәселелері бойынша бүйымды жинақтаушы мекемелер мен даяарлаушы зауыттың компьютерлік орталығымен диалогтық режимде байланысу мүмкіндігіне кепілдік береді.

Жаңа электронды технологияның көрсетілген артықшылықтарын ескере отырып, батыс елдерінде оларды дамытуға аса көңіл бөлінеді.

Өнеркәсіптік түрде дамыған елдерде CALS аумағында мемлекеттік құрылымдармен бағытталған және координацияланатын кең масштабты программалар да активті түрде іске асырылады. Мысалы, Жапонияның сыртқы сауда мен өнеркәсіп министрлігі CALS жүйесін өәдеу, зерттеу және енгізудің кең масштабты программаларын жүзеге асыруда. Программа экономиканың әртүрлі салаларын қамтыған жиырмадан астам өзара байланысқан жобаларды біріктіреді, олар әуе-ғарыштық, құрылыс, электронды, көлік құрылысы, қаржы және басқа салалардан тұрады. Көрсетілген программаны іске асыруға мемлекет жыл сайын шамамен екі жүз миллион доллар бөледі. Бұл кезде мемлекет тарапынан көрсетілетін қолдау толығымен жаңа ақпарат технологиясын іске асыру стратегиясына үйлескен және ұлттық тауарларды дүниежүзілік нарықтағы бәсекелес қабілеттілігін қамтамасыз етуге көзделген.

Қазірде ресей өнеркәсібінде өнімнің тіршілік циклінің (құрастыру, технологияны өңдеу, өндірісті даярлау, өндірісті жоспарлау мен диспетчерлеу және т.б.) жеке кезеңдеріне жататын ақпараттық технологияны интеграциялау жүйесі жоқ. Одан бөлек, әртүрлі мекемелерде бұйымның тіршілік циклінің бірдей кезеңінде әртүрлі электрондық технологиямен сипаттамасы қолданылады Әрине, мұндай жағдайда өнімді бірлесіп өңдеу мен өндіру кезінде мекемелер арасындағы мүмкінді ақпараттық өзара әрекеті жөнінде айтуға тура келеді.

Біз есте сақтауымыз қажет, өнімнің сапасы мен бәсекелестік қабілетін CALS-технологиясы негізінде жоғарлатудың маңызды мәселелерін шеше отырып, шетел фирмалары осы технологияны меңгермеген мекемелердің өнімдерін нарыққа кіруін шектеу бел буды. Iстің мән-жайы, біздің кәсіпорындар шетел фирмаларымен бір ақпараттық тілде сөйлесе алмайтындығы ғана емес. Ең бастысы, CALS-технологиясын пайдалану өндірілетін өнімнің өзіндік құнын, оны пайдалану сапасы мен қолайлығын бір мезгіде едәуір мөлшерде жоғарлатқан кезде, өсіругетқан кезде, едәуір төмендетуге мтөмендетуге мүмкіндік береді.

Бұл CALS-технологиясын Ресей өнеркәсібінде пайдалану бөгелісі, біріншіден өнімнің сыртқы нарықта шығындалуына алып келуі мүмкін дегенді білдіреді. Екіншіден, біздің мекемелер өнеркәсіп кооперациясының нарығына қатыса алмауы мүмкін, яғни шетел фирмаларына жинақтаушы бұйымдарды жеткізе алмайды. Қазіргі күнде бұл нарықта көптеген одақтық кәсіпорындар қарқынды түрде жұмыс істейді. Үшіншіден, ондаған кәсіпорындардан біріккен ұлттық корпорациялар материалдар мен жинақтаушы бұйымдарды жобалаушылар, жабдықтаушылар, өнімді дайындаушылар мен тұтынушылардың тиімді өзара әрекетін қамтамасыз ете алмайды. Ал бұл CALS-технологияның артықшылықтарын қолданып келген шетел фирмаларының ішкі нарығында экспансияға алып келеді. Сондықтан біздің институттар мен кңсіпорындардың алдына жуықта 5-7 жылдың ішінде бұйымды жобалау, өндіру және іске пайдалану процестерін автоматты басқарудың нақты есептерін шешу үшін CALS-технологиясын өңдеп, пайдалануды меңгерудің күрделі міндеті қойылған.

CALS-технологияны Ресейдің бұрынғы өнеркәсіп қорғаныс министрлігімен (Миноборонпром), ал қазіргі таңда Ресейдің Экономика министрлігімен пайдалану маңыздылығын ескере отырып осы технологияны өңдеу мен байқаудан өткізу (апробация) бойынша НИОКР кешенін орындау ұйымдастырылған. Қорғаныс өнеркәсібінің құрылымдау мен конверсиялаудың әрекет етуші федералдық мақсатты программасы шегінде келесі бірінші кезектегі міндеттемелер шешіледі:

бұйым жөніндегі деректерді CALS-стандарттарға сәйкес автоматты басқару мен алмасу жүйесін өңдеу;

бұйымға деген электрондық пайдалану құжаттамасының технологиясы мен программалық құралдарын өңдеу;

өңімнің сапасын басқару жүйесінің электронды ақпараттық моделін өңдеу;

CALS-технологияның (стандарттар, басқарушы материалдар және әдістемелік нұсқамалар) нормативті пайдалану негізін (базасын) өңдеу;

Біздің бас кәсіпорын-экспортерлер қазірдің өзінде алынатын өнімді жеткізіп беру келісім-шартын құрудың міндетті шарты тұтынушыға техникалық құжатты CALS стандарттарына сәйкес электрондық түрде ұсыну талабы болып табылатын мұндай жағдайларға душар болды. Ресей мекемелері бұл міндеттемені шешпей, жақын арадағы айларда экспортталатын өнім нарығының нақты сегментін жоғалта бастайды.

Қазіргі уақытта бірқатар одақтық кәсіпорындар халықаралық одақтастық шегінде, жеке алғанда, күрделі сатылатын бұйымды сату кезінде, және де оларды өндіру лицензиялары техникалық құжаттамасы электрондық түрдегі бүйымның жеткізілуіне сәйкес, және де техникалық қызмет көрсету, материалды-техникалық қамтамасыз ету процестерін компьютерлік ақпараттық қолдау құралдапына, қосымша бұлшектер мен жөндеу тапсырыстарына CALS стандарттарының қадағалануын талап етеді. Конструкторлық, өндірістік және коммерциялық ақпараттарды электрондық түрде өзара әрекеттесуі және бірлесіп қолдануға байланысты ұқсас проблемалар шетел серіктестерімен жасалатын өнімді өндіру мен өңдеу бойынша бірлесіп жасалатын жобалар шегінде туады. Осылан, CALS-технологиясын пайдалану маңызды міндет болып табылады.

Қазіргі уақытта CALS-технологиясы аймағындағы одақтық өңдеулер келесі жұмыстар кешенін шешу үшін қолданылады.

• өнім жөніндегі деректерді сақтау және басқару үшін арналған программалы-әдістемелік құралдарды CALS стандарттарының талаптарына сәйкес өңдеу және өнеркәсіптік байқаудан өткізу (апробациялау);

• бұйымның электрондық пайдалану құжаттамасын программалы даярлау құралдарын өңдеу және ендіру;

• бұйымның өмір сүру циклінде өтетін процестерді формальды түрде бейнелеу мен талдау әдістемелерін өңдеу және осы берілген формальды түрдегі жазба негізінде 90000 сериялы ИСО стандарттарының талаптарына сәйкес өнімнің сапасын қамтамасыз ету жүйесін құру;

CALS –технологиясын (стандарттары, басқару құжаттары, әдістемелік нұсқамалары).

Әдебиет 2 нег. [19-22, 26-29, 31-44]

Бақылау сұрақтары:

1. ТПАБЖ тағайындамасы қандай?

2. ТПАБЖ-ны жұмыс істету мақсаттарына мысал келтіріңіз.

3. ТПАБЖ –ның қойылған мақсаттарына жету дәрежесі немен анықталады?

4. ТПАБЖ-ң ақпараттық функцияларына не жатады?

11 Дәрістің тақырыбы: Басқару критериясы және тиімді басқару жөніндегі түсініктеме. ТП АБЖ-ны құру принциптері

Технологиялық процестерді тиімді басқару өзінше вариациялық міндеттемені береді, ол басқаруды шектеулермен қанағаттандырылатын және сапа критериясының экстремумын қамтамасыз ететін уақыт пен коорнаталар функциялары ретінде табу. Осы есептің класын шешу негізі Понтрягиннің максимум принципі мен Беллманның динамикалық программалау принципі болып табылады. Алайда, жеткілікті түрде жақсы дамыған тиімдеу теориясы мен оларды іске асырудың қуатты құралдарына қарамастан, салыстырмалы түрде осыған ұқсас жүйелерді іс жүзінде пайдалану мысалдары белгілі. Бұл бір жағынан, тиімді басқару құралдарын талап ететін нақты объектілер жазылуы әртүрлі күрделі агрегаттарды беретінімен түсіндіріледі. Сондықтан технологиялық процестердің математикалық модельдерін типтеу мен осындай модельдерді тиімді басқару есептерін шешуге қолайлы түрге келтірудің үлкен маңызы бар.

Тиімділік критериялар жүйесі. Негізгі талаптары. Жобаланатын және енгізілетін технологиялық процестерді автоматты басқару жүйелерінің тиімділігіне қойылатын талаптарды жоғарлату, оларды жұмыс істеу алгоритмдерін көп жағдайда орынды болып табылатын сапалы сипаттамалары негізінде емес, нақты мөлшерде қанағаттандыратын критрия негізінде синтездеу қажеттілігін тудырады. Әрі қарай, АБЖ-ны синтездеуден алдын, жүйенің жұмыс істеу тиімділігінің критериясын тұжырымдау қажет. Тиімділік критериясын дұрыс таңдап алу басқару есебін дұрыс формальдауға ұқсас. Тиімділік критериясына тиісті негізгі қасиеттерді қарастырайық.

1. Жүйе тиімділігін мөлшерлі түрде бағалау қабілеттілігі.

2. Талаптар кез-келген нақты жағдайда мөлшерлі баға алуға болатындай соншылақты анық түрде құрылуы қажет.

3. Статистикалық түрдегі тиімділік, яғни критерий минималды дисперсиялы баға беруі тиіс.

4. Нақты физикалық мәні болуы қажет, ол талдануын жеңілдетеді және қателігін едәуір түрде төмендетеді.

5. Жүйеге тамаша сипаттама беруге және оны нақты жүйемен салыстыруға мүмкіндік беретін толықтық пен конструктивтілік.

Тиімділік криетриясын тиімді жүйе теориясынан тыс таңдап алынады, басқарылатын объект жататын қолданбалы ғылым аумағында айрықша болып табылады. Тиімділік критерияларын таңдап алу мен жіктеу проблемаларының әртүрлі әдістері болуы мүмкін. Технологиялық процестерді басқару кезінде тиімді динамикалық дәлділікке жетудің маңыз зор. Осы мақсатта өтпелі процестің «сапасының» интегралды критериясы қолданылуы мүмкін.

(11.1)

- өнім сапасының берілген мөлшерден ауытқуын сипаттайтын объектідегі өтпелі процесс. Өтпелі процестің едәуір мөлшердегі тербелісі кезінде тиімдеуді жалпы интегралдық критерий бойынша жүргізуге болады.

(11.2)

мұндағы F(t) – объектінің өтпелі құраушыларынан алынатын квадраттық түрі;

Басқару жүйесінің сапа критериясын, оның құны мен әртүрлі пайдалану сипаттамаларын әрі қарай жинақтау аса маңызды болып табылады. Технологиялық кешендерді автоматты басқару жүйесінің негізгі бағалау критериялары мынадай:

1. С – жүйені өңдеу, даярлау, ендіру және пайдалану бағасы; 2) Р – технологиялық процестің немесе агрегаттың өнімділігі; 3) H - өңделінетін жүйенің сенімділігі; 4) Ф – жұмыс істеу сапасы (жүйе жұмысының дәлділігі – технологиялық процестің соңғы өнімінің берілген сапасын қамтамасыз ету); 5) W –жүйенің энергетикалық көрсеткіштері; 6) J – итехнологиялық процесті басқару мен бақылау алгоритмдерінің ақпараттық қабілеттілігі. Жобалаушы жүйе өнімділігі, бағасы немесе басқа сипаттамасы бойынша ең жақсы бола алатындығын шешуге құқықты. Бірақ жүйе үшін осындай субоптималды шешімдерде ол қарастырылған барлық факторларды ескере отырып, талаптар жинағы бойынша тиімділік критериясын қанағаттандыратын жүйе тауып алуы қажет.

Жоғарыда көрсетілген критерилердің әрқайсысын мөлшерлі түрде бағалаған кезде нақты мөлшердегі компоненттер векторы ұсынылады:

(11.3)

мұндағы с1, с2,.....сn1- сандық сипаттамалары, жүйенің жеке элементтерінің бағасын, жүйені өңдеу, даярлау, ендіру және пайдалану құнын бейнелейді; - ақырғы өнімнің шығуы мен процестердің өнімділігін анықтайтын сандық сипаттамалары; - сандық сипаттамалар, технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесінің жұмыс істеу сапасына әсер етеді: өтпелі процестің уақыты, тербелуі, статикалық және динамикалық қателіктер, интегралды сапа бағалары, процестің шығыс координаталарының фазалы кеңістік аймағына түсі ықтималдығы; - жүйеның жұмыс істеу сенімділігін көрсететін сандық сипаттмалар: процесті ендірудің әртүрлі технологиялық режимдерінде тоқтаусыз жұмыс істеу ықтималдығы, тоқтаусыз жұмыс істеудің орташа уақыты, профилактикалық шаралар, жөндеуге жарамдығы; және - әртүрлі жұмыс істеу жағдайдарында жүйенің жеке элементтері мен құрылғылары тұтынатын энергия қуатын бейнелейтін сандық сипатамалар, энергетикалық ресурстар; -ТПАБЖ-ң сандық ақпараттық сипаттамалары: шығыс параметрлерінің энтропиясы, технологиялық процестерді ендіру мен жүйені жұмыс істетудің әртүрлі режимдеріндегі ақпараттар саны.

Нақты технологиялық процестерді автоматты басқару жүйелерін жобалау кезінде жоғарыда келтірілген критериялардың кейбіреулері маңызды, басқалары екінші сатылы рольді атқарады. Мысалы, тиімдеу есебі математикалық түрде келесі түрде құрылуы мүмкін: процесті басқару жүйесінің Ф функционалының максималды мәнін (сапа критериясы) қамтаамсыз ететін тиімді құрылымын және тиімді параметрлерін табу; бұл кезде функция векторы, С (құны), Р (өнімділігі), Н (сенімділігі), W (энергетикалық шығындары), I (ақпараттық алгоритмдер) мына берілген теңсіздікті қанағаттандыруы қажет С < Ст, Р > H > Hт,, W< Wt J <J. Сәйкесінше технологиялық кешендерді басқару жүйесінің бағасы, сенімділігі, өнімділігі, қуаттылығы критериялары бойынша тиімдеу есебін құруға болады. Әдетте, егер С, Р, Ф, Я, W, / критерияларына АБЖ құрылымы мен параметрлерімен бір түрде байланыстыруға болады, алдын-ала құрылған есептер сызықты және бейсызықты программалау аумағына жатады.

Технологиялық процесті қандай да бір критерий бойынша тиімдеу үшін объектінің дифференциалды теңдеулерінде интегралдаған кезде, құрылған есепетер вариациялық есептеу міндеттемелеріне жатады. Жалпы жағдайда кез-келген синтезделген басқару жүйесінің артықшылықтары жөніндегі нақты Жауапты жүйе сапасының жалпы дәлелденген критериясын құрып алуға болады. [185] жұмыста сызықты комбинациядағы мынадай криетрий берілген

(11.4)

оның математикалық құрылымы қарапайым, ол тиімдеу есебін жеңілдетеді. Алайда (5.1.4) критериін қолданған кезде тәжірибеде іске асыру үшін у; (i=l, 2,.. .,6) салмақты коэффициенттерді анықтау мен дәлелді критерийдің осы түрде құрылған физикалық мағынасын айқындап алудың күрделі проблемасы пайда болады. Осының барлығы формальды түрдегі математикалық қарапайымдылық әрқашанда әдістің басты ерекшелігі болып табылмайды.

Технологиялық процестердің құрылған автоматты басқару мен бақылау жүйесінің (АББЖ) тиімділігін бағалаудың перспективалы және ең жалпы функционалды-статистикалық критериясы болып [85] түрдегі функционал болып табылады

мұндағы C - басқару үшін қажет ақпараттың алынуыцн қамтамасыз ететін автоматты бақылау аппаратурасының жалпы құны; - өзінше бастапқы және қалдық энтропия аралығын көрсететін объектінің күйі жөніндегі ақпараттар мөлшері.

Әдебиет: 4 нег.[145-190]; 1 нег.[190-205]; 13 нег.[25-31,37-44]; 2 қос.[360-380].

Бақылау сұрақтары:

1. Басқару критериясы дегеніміз не?

2. ТБО-ны тиімді басқаруға анықтама беріңіз.

3. «иерархиялық жүйеге» анықтама беріңіз.

4. ТПАБЖ-ң қандай принциптерін білесіз?.