- •Интегрированные производственные системы
- •1. Производственная система, ее свойства и характеристики
- •1.1. Характеристика системных свойств производства
- •1.2. Функциональная структура производственной системы
- •Иасу ипс
- •1.3. Система качества предприятия
- •1.4. Обеспечение показателей качества проектируемой ипс
- •Элементы тс
- •Структурная гибкость
- •1.5. Сертификация изделий и производств
- •1.6. Принципы построения ипс
- •2. Основы проектирования производственных систем
- •2.1. Задачи проектирования автоматизированных производственных систем
- •2.2. Системный подход к проектированию ипс
- •2.3. Разработка функциональной структуры ипс
- •2.4. Анализ факторов, определяющих целесообразность автоматизации
- •Принятие решения по автоматизации
- •2.5. Понятие интеграции информационно-управляющих систем в ипс
- •2.6. Задачи и содержание предпроектных исследований
- •2.7. Обследование производства при автоматизации
- •Выбор модели ото и комплекта вто Выбор совокупности оборудования
- •Большой
- •2.8. Формирование технического задания на проектирование технологической системы по результатам обследований
- •2.9. Анализ надежности технологической системы и разработка мероприятий по обеспечению надежности
- •Принятие решений, обеспечивающих требуемую надежность тп сборки
- •2.10. Формирование базы данных по изделию
- •3. Синтез технологической системы и решение задач проектирования
- •3.1 Сценарии проектирования производственных систем
- •3.2. Определение технологической системы, структура, функции и постановка задач проектирования
- •3.3 Синтез технологической системы
- •3.4. Выбор организационно-технологической формы технологической системы
- •Расчет рабочих характеристик элементов организационно-технологической структуры ипс:
- •3.5. Выбор автоматизируемых функций
- •3.6. Моделирование технологических систем
- •3.6.1. Постановки задач моделирования технологических систем
- •1. Цель - Моделирование структуры тс для оптимизации состава и функциональных связей.
- •2. Цель – Моделирование технологических процессов в тс для определения условий их качественного выполнения.
- •3. Цель – Моделирование процессов управления тс и ее элементами для автоматизированного управления функционированием тс.
- •3.6.4. Исследование процессов, действующих в технологической системе
- •Технологического оснащения
- •3.7. Использование элементов интеллектуального проектирования при разработке автоматизированных производственных систем
- •Результаты предпроектных обследований
- •Выбор вида атс по степени концентрации операций
- •Выбор варианта организации складирования объектов пр-ва
- •Оценка уровня сложности, уровня автоматизации, расчет показателей
- •4. Интеграция производственных и информационных систем
- •4.1. Задачи, решаемые интегрированной системой управления информационным обеспечением и поддержки жизненного цикла изделия
- •4.2.1. Характеристика единого информационного пространства
- •Базовые технологии управления данными
- •4.3. Реализация задачи интеграции pdm-системы и системы управления проектами
- •4.4. Интеграция структур данных и работа интегрированной системы
- •4.5. Управление конфигурацией изделия
- •4.6. Документация и стандартизация управления конфигурацией
- •4.7. Этапы работ по управлению конфигурацией изделия с помощью pdm-систем
- •4.8. Особенности интегрированной информационной модели изделия
- •4.9. Методология представления и обмена данными в ипи-технологиях
- •5. Проектирование ипс с интегрированной информационной средой
- •5.1. Методики функционального моделирования
- •Наименование функции, выполняемой данным блоком
- •1.Описательные данные
- •4. Планирование технического обслуживания.
- •5. Информация для экипажа/эксплуатирующего персонала.
- •6. Информация по иллюстрированному каталогу.
- •7. Оценка боевых повреждений и ремонт.
- •8. Данные по схемам электрооборудования.
- •5.2. Методика построения модели
- •5.3. Структура взаимодействия участников проекта
5.3. Структура взаимодействия участников проекта
Как уже отмечалось, функциональные модели могут быть разработаны и относительно лиц, участвующих в процессе. Такая модель отражает функции и связи участников проекта (рис. 5.24).
Рис. 5.25. Структура взаимодействия участников проекта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Идеология ИПИ/CALS стремительно развивается во всем мировом промышленном производстве. Основные значительные успехи достигнуты в аэрокосмической и судостроительной отраслей. Неоспоримые преимущества электронного документооборота являются в настоящее время основой выполнения крупных проектов и организации процессов производства и эксплуатации.
Изложенный в пособии материал дает основу для изучения теории проектирования автоматизированных производственных процессов на базе ИПИ-технологий и методических принципов решения задач проектирования. Проблема автоматизации промышленного производства относится к числу наиболее трудоемких и затратных технических проектов, поэтому в основу базовых принципов проектирования положен системный подход, использование методов моделирования и организации интегрированной информационной поддержки проекта.
Для любого производства проблема внедрения ИПИ-технологий прежде всего сопряжена с задачей создания интегрированной информационной среды, совместимой с информационными средами проектных и эксплуатирующих организаций. Мелкосерийный характер современных предприятий, многономенклатурность, значительные различия заказов по объемам и временным параметрам требуют обеспечения не только гибкости основных и вспомогательных производственных систем, но и необходимой полноты и оперативности информационной поддержки, быстроты реагирования на все возникающие возмущения.
Материал пособия рассчитан на формирование у магистрантов знаний и навыков по проектному и производственно-технологическому видам исследовательской профессиональной деятельности как будущих руководителей групп проектировщиков производственных систем и их элементов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление проектами. Справочник для профессионалов. - М.: Высшая школа, 2001.
2. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. - М.: Анахарсис, 2002.
3. Соснин О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производств: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений – М.:Академия, 2007. - 240с.
4. Информационная поддержка жизненного цикла изделий машиностроения: принципы, системы и технологии CALS/ИПИ : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.Н. Ковшов, Ю.Ф.Назаров, И.М. Ибрагимов, А.Д. Никифоров – М.:Академия, 2007. - 304с.
5. Пестрецов С.И. CALS-технологии в машиностроении: основы работы в CAD/CAE-системах: учеб. пособие – Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. - 104с.
6. Р 50.1.031-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Ч.1. Стадии жизненного цикла продукции.
7. Р 50.1.032-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Ч.2. Применение стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303.
8. ГОСТ Р 10303-(1990-2000) – Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными.
9. ГОСТ 27.202-83 Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовляемой продукции
10. Р 50.1.028-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования.
ГЛОССАРИЙ
CALS-технологии (ИПИ-технологии) (Continuous Acquisition and Life cycle Support) (Информационная поддержка изделия) – технологий непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции. В основе CALS-технологий лежит процесс совместного использования данных, полученных на различных стадиях жизненного цикла изделия.
Анализ – проектная процедура, результатом которой является определение выходных параметров и характеристик исследуемой системы при известных параметрах составляющих элементов и среды.
Автоматизированная система (АС) - система, состоящая из комплекса средств автоматизации производственной деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.
АСТПП - автоматизированная система технологической подготовки производства.
АСУ П – автоматизированная система управления предприятием.
Атрибут – свойство (характеристика) сущности.
База данных (БД) - совокупность информационных объектов (ИО) различного типа, используемых для формирования содержания документа, проекта.
Виртуальное предприятие - группа предприятий, объединившихся для достижения общей цели и взаимодействующих посредством распределенной информационной среды (например, посредством Internet).
Виртуальное производство – производство продукции, выполняемое совокупностью юридически самостоятельных предприятий, взаимодействующих через процедуры электронного бизнеса.
Данные об изделии – информация в электронном виде об изделии на стадиях его ЖЦ.
Декомпозиция работ – процедура разбиения рабочего процесса на меньшие элементы, которые могут быть использованы для назначения ресурсов, бюджета, расписаний и т.д.
Дерево изделия – способ представления иерархической структуры изделия.
Документ технический электронный (ДТЭ) - электронный документ, содержательная часть которого включает технические данные.
Документооборот – Процесс прохождения документов между лицами и подразделениями организации, имеющими отношение к принятию предписываемых в документах действий.
Жизненный цикл (ЖЦ) – совокупность взаимосвязанных процессов и этапов, через которые проходит изделие на стадиях проектирования, производства, эксплуатации и утилизации.
Имитационное моделирование (ИММОД) – моделирование процессов, протекающих в системе при заданных внешних параметрах и воздействиях.
Интегрированная информационная среда (ЕИП) – совокупность распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающая корректность, актуальность, сохранность и доступность данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятельности, участвующим в осуществлении ЖЦИ, кому это необходимо и разрешено.
Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП) – методология обеспечения эффективной эксплуатации изделий на основе создания необходимых средств обслуживания изделий, в том числе документации и баз данных, предназначенных для обучения персонала, логистики и ремонта техники.
Интегрированная информационная модель изделия (ИИМИ) – иерархически организованная модель, состоящая из частных информационных моделей изделия, содержащая всю информацию об изделии, требуемую на любой из стадий ЖЦ изделия. При построении каждого из фрагментов моделей используются единые средства и методы построения.
Интегрированные производственные системы (ИПС) – производственная система, в структуре которой содержится совокупность систем, выполняющих внутрипроизводственные функции (основные технологические и обеспечивающие их функционирование), функции проектирования и информационного сопровождения.
Интерактивное электронное техническое руководство (ИЭТР) - комплекс взаимосвязанных ИО, содержащих сведения, необходимые обслуживающему персоналу при эксплуатации и ремонте изделия. Предназначено для отображения необходимых данных (справочной и описательной информации) в интерактивном режиме на электронном дисплее.
Информационная модель изделия – формализованная модель информации, описывающая изделие на определенной стадии ЖЦ.
Информационный объект (ИО) – совокупность данных и программного кода, обладающая свойствами (атрибутами) и методами, позволяющими определенным образом обрабатывать данные. Самостоятельная единица применения и хранения в ЕИП.
Конструкторская подготовка производства (КПП) - совокупность процессов и процедур, имеющая целью создание комплекта конструкторских документов - проекта изделия. В ходе этих процессов порождается и помещается в ЕИП множество ИО, содержащих данные о структуре и составе изделия и о всех его компонентах.
Конфигурация изделия – термин, объединяющий понятия структуры и состава изделия и предполагающий, что конкретные компоненты в составе обладают определенными значениями описывающих атрибутов. Управление конфигурацией - процесс, включающий в себя: идентификацию, проверку, изменение конфигурации, подготовку отчетности об этих действиях.
Концептуальное проектирование - стадия КПП, выполняемая при помощи САЕ/САD-системы (САЕ - Computer Aided Engineering, CAD - Computer Aided Design), в ходе которой разрабатывается облик изделия (в форме геометрической 3D-мoдeли) и создаются ИО, содержащие компоновочные, структурные, принципиальные схемы изделия, выполняются предварительные проектировочные расчеты и моделирование. Согласно ГОСТ 2.119 эта стадия называется эскизным проектированием, а ее результат - эскизным проектом. Однако, большинство
КС - катастрофическая ситуация.
Критическое изделие - изделие, отказ которого является причиной неспособности системы выполнить ее функции, создания КС, либо влияет на безопасность системы, либо повлечет крупный ремонт или серьезно удорожает обслуживание.
Общая база данных об изделиях (ОБДИ) - часть ЕИП - хранилище ИО, содержащих в произвольном формате информацию, требуемую для выпуска и поддержки технической документации, необходимой на всех стадиях ЖЦИ, для всех изделий, выпускаемых предприятием. Каждый ИО в ОБДИ идентифицируется уникальным кодом и может быть извлечен из ОБДИ для выполнения действий с ним. ОБДИ обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности заказчиков, разработчиков, изготовителей и эксплуатационщиков.
Общая база данных о предприятии (ОБДП) - часть ЕИП - хранилище ИО, содержащих в произвольном формате данные о финансово-экономическом состоянии предприятия, его внешних связях, производственно-технологической среде, действующей на предприятии системе качества и т.д.
Производство - совокупность процессов, имеющая целью преобразование материальных объектов (материалов, заготовок, полуфабрикатов, комплектующих изделий) в новый материальный объект - готовое (конечное) изделие надлежащего качества, т.е. удовлетворяющее требованиям потребителя, зафиксированным в техническом задании и иных конструкторских документах. Все процессы, протекающие в ходе производства, отображаются в ЕИП посредством создания и/или преобразования соответствующих ИО.
Техническое задание (ТЗ) – исходный документ, содержащий требования, описания и определения задач, подлежащих выполнению при реализации проекта.
Технологическая подготовка производства (ТПП) - совокупность процессов и процедур, выполняемых с помощью САМ-систем (CAM - Computer Aided Manufacturing), имеющая целью создание комплекта технологических документов: технологических маршрутов и операционных карт механообработки, сборки (монтажа), контроля; норм времени на выполнение технологических операций; управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением; проектов оснастки и специального инструмента и т.д. Результаты работ оформляются в виде ИО, помещаемых в ЕИП и ассоциированных с ИО, описывающими изделие и его компоненты.
Технологический процесс (ТП) – совокупность операций по преобразованию материального объекта производства или по обеспечению его качественных характеристик, выполняемых соответствующей технологической системой ИПС.
Технологическая система (ТС) - определённая во времени и пространстве совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, исполнителей, средств обеспечения функционирования (в т.ч. средств автоматизации), средств обеспечения качества функционирования, обладающих целостной структурой, системными свойствами и предназначенная для целенаправленного преобразования объектов производства или обеспечения их качества.
Утилизация – стадия ЖЦ, заключающаяся в ликвидации изделия с обращением входящих в него компонентов во вторичное сырье (с соблюдением экологических требований), сопровождающаяся исключением всех относящихся к ликвидируемому экземпляру изделия ИО из ЕИП.
CAD (Computer Automated Design) – компьютерное автоматизированное проектирование
CAM (Computer Automated Modelling) – компьютерная автоматизированная подготовка (моделирование) производства.
CAE (Computer Automated Engeenering) – компьютерная автоматизация инженерных расчетов.
CAT (Computer Automated Testing) – компьютерное автоматизированное тестирование (контроль).
CRC (Collaborative Product Commerce) – управление корпорацией (совместный электронный бизнес).
CRM (Customer relations management) – управление сбытом и взаимоотношениями с заказчиком.
CNC – компьютерное числовое управление.
ERP – система планирования и управления предприятием (основные функции АСУ П).
MES – производственная исполнительная система.
MRP II – система планирования производства.
PDM (Product Data Management)-технология - технология управления всеми данными об изделии и процессами, создающими и использующими эти данные в течение всего жизненного цикла изделия. Эта технология реализуется PDM-системами.
PLM (Product Life Management) – управление жизненным циклом изделия.
PPE (Primavera Project Planner for the Enterprise) - система управления проектами.
R&D (Research and design) – научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР).
SCM (Supply chain management) – система управления цепочками поставок (управление снабжением.
SCADA – диспетчерское управление производственным процессом.
S&SM – управление продажами и обслуживанием.
WF (Work Flow) – управление процессами (потоками работ).
