446

2

УДК

Интегрированные системы проектирования и управления автоматизированных и автоматических производств : Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 – Автоматизация технологических процессов и производств для очной формы обучения / А.А. Грибанов; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 8 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Афоничев Д.Н.

3

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки магистра 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено изучение курса «Интегрированные системы проектирования и управления».

В результате освоения дисциплины студент должен:

–знать: основные понятия интегрированной системы проектирования и взаимосвязь процессов проектирования подготовки производства и управления ими; математическое, методическое и организационное обеспечение интегрированных систем проектирования и управления автоматизированных и автоматических производств; программно технические средства, используемые для их построения виды обеспечения и программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления, информаци- онно-функциональную интеграцию автоматизированных систем различного назначения;

–уметь: разрабатывать техническое задание и техническое предложение на разработку автоматизированных систем; строить последовательность этапов эскизного и рабочего проектов систем автоматизации и управления, модели и алгоритмы и их функционирования;

–владеть: навыками и методами проектирования систем автоматизации

иуправления; навыками моделирования процессов управления объектов; навыками построения интегрированных систем проектирования и управления автоматизированными и автоматическими производствами, использования SCADA систем; навыками создания баз и банков информационных данных; навыками разработки компьютерных систем менеджмента качества; средств и алгоритмов инструментов управления качеством; навыками использования методов и средств хранения и управления характеристиками продукции на основе ИПИ/CALS технологий.

2.Общие указания

Методические указания предназначены для студентов магистратуры 1-го курса (2-й семестр) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы

4

Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.

Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к экзамену.

Лабораторные занятия посвящены изучению SCADA, MES, ERP при управлении проектными, технологическими и производственными процессами.

3. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Концептуальные основы построения ИСУП

Особенности внедрения ИСУП на предприятиях. Синергетический эффект от внедрения ИСУП. Горизонтальная и вертикальна интеграция автоматизированных систем на предприятиях.

Раздел 2. Архитектура ИСУП

Задачи SCADA, MES, ERP при управлении проектными, технологическими и производственными процессами. Процессный подход управления производством. APQC, MES и PMBoK рекомендации проектирования ИСУП. Подсистемы ИСУП. Понятие архитектуры ИСУП. IT-профиль стандартов для реализации проекта ИСУП. Концептуальная модель системного окружения ИСУП. Концептуальные основы получения синергетического эффекта ИСУП.

Раздел 3. Структурные схемы ИСУП

Иерархическая структура системной интеграции АС. Виды АС, включаемые в ИСУП. Автоматизированная система проектирования и управления тех-

5

нологическим процессом на основе CASE и SCADA. Автоматизированная система управления производственным процессом (деятельностью) (АСУПД). Автоматизированная система управления технического обслуживанием и ремонтом основного оборудовании ТОиР. Автоматизированная (автоматическая) система управления противоаварийной защиты (ПАЗ. Автоматизированная система пожарной сигнализации (АСПС). Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ).

Раздел 4. Техническое задание на проектирование ИСУП

Общие сведения. Назначение и цели создания (развития) системы. Характеристика объектов автоматизации. Требования к системе. Состав и содержание работ по созданию системы. Порядок контроля и приемки системы. Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу автоматизированной системы в действие. Требования к документированию.

Раздел 5. ИТметодология проектирования ИСУП

IDEF0методология проектирования функционального наполнения процессов деятельности предприятия. IDEF1методология проектирования информационного обеспечения ИСУП. ARISтехнология проектирования. Busines Studio- методология проектирования. Модели баз данных. Структурирование реляционных данных. ERD, ER, IDEF 1x модели данных. Сущности, атрибуты и отношения. CASE-системы проектирования концептуальной модели базы данных. Состав (содержание) баз данных технологического и производственного процессов. Пример построения модели баз данных. Описание информационного взаимодействия в ИСУП.

Раздел 6. Проектирование функциональной модели

Правила проектирования функциональной модели. Спецификации бизнес про-

цессов. «AS is» и «AS to be» модели. IDEF-0 модели.

4. Лабораторные занятия

Перечень лабораторных работ по курсу для студентов магистратуры очного обучения представлен в табл.2.

Таблица 2 – Перечень лабораторных работ

Часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение магистров. Темы этой работы представлены в табл.3.

Таблица 3 – Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение

Контроль самостоятельной работы магистров осуществляется преподавателем. Контроль качества освоения дисциплины проводится посредством текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний магистра.

После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ магистр допускается к сдаче экзамена. Контрольные вопросы к экзамену студентов магистратуры очного обучения приведены ниже.

6.Контрольные вопросы

1.Особенности внедрения ИСУП на предприятиях. Синергетический эффект от внедрения ИСУП.

2.Горизонтальная и вертикальна интеграция автоматизированных систем на предприятиях.

3.Задачи SCADA, MES, ERP при управлении проектными, технологическими и производственными процессами.

4.Процессный подход управления производством.

7

5.APQC, MES и PMBoK рекомендации проектирования ИСУП.

6.Подсистемы ИСУП. Понятие архитектуры ИСУП.

7.IT-профиль стандартов для реализации проекта ИСУП.

8.Концептуальная модель системного окружения ИСУП. Концептуальные основы получения синергетического эффекта ИСУП.

9.Иерархическая структура системной интеграции автоматизированных

систем (АС).

10.Виды АС, включаемые в ИСУП.

11.Автоматизированная система проектирования и управления технологическим процессом на основе CASE и SCADA.

12.Автоматизированная система управления производственным процессом (деятельностью) (АСУПД).

13.Автоматизированная система управления технического обслуживанием и ремонтом основного оборудовании (ТОиР).

14.Автоматизированная (автоматическая) система управления противоаварийной защиты (ПАЗ).

15. Автоматизированная система пожарной сигнализации (АСПС). 16.Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ). 17.Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автома-

тизации к вводу автоматизированной системы в действие. Требования к документированию.

18.IDEF0методология проектирования функционального наполнения процессов деятельности предприятия.

19.IDEF1методология проектирования информационного обеспечения ИСУП.

20.ARISтехнология проектирования.

21.Busines Studioметодология проектирования.

22.Модели баз данных. Структурирование реляционных данных. ERD, ER, IDEF 1x модели данных.

23.CASE-системы проектирования концептуальной модели базы данных. 24.Состав (содержание) баз данных технологического и производственного

процессов.

25.Правила проектирования функциональной модели.

26.Спецификации бизнес процессов. «AS is» и «AS to be» модели. IDEF-0 модели.

Библиографический список

Основная литература

1. Бойков, В. И. Интегрированные системы проектирования и управления [Электронный ресурс] : учебное пособие / В.И Бойков, Г.И. Болтунов, О.К.

8

Мансурова. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010 // ЭБС Единое окно доступа к образо-

вательным ресурсам. – Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/246/73246.

Дополнительная литература

2.Иванова, Г. С. Объектно-ориентированное программирование [Текст] : доп. М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений / Г. С. Иванова, Т. Н. Ничушкина, Е. К. Пугачев; под ред. Г. С. Ивановой. – Изд. 3-е, стер. – М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. – 368 с.

3.Грибанов А. А. Интегрированные системы проектирования и управления [Текст] : учеб. пособие / А. А. Грибанов; ВГЛТУ. – Воронеж, 2008. – 144 с.

–Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.

4.Гофман, П. М. Интегрированные системы проектирования и управления. Мониторинг и управление технологическими процессами на базе SCADAсистем [Текст] : утв. ред.-изд. сов. ун-та в качестве монографии / П. М. Гофман ; П. М. Гофман; Фед. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования "Сиб. гос. технол. ун-т" . – Красноярск : СибГТУ,

2005. – 184 с.

Грибанов Андрей Анатольевич

Интегрированные системы проектирования и управления автоматизированных и автоматических производств

Методические указания для самостоятельной работы студентов магистра-

туры направления подготовки 15.04.04 – «Автоматизация технологических

процессов и производств» для очной формы обучения

Редактор С.Ю. Крохотина

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»