книги / Надежность и диагностика технологических систем

При кольцевой схеме концы общей шины замкнуты между собой. При веерной (звездообразной) схеме все компьютеры подсое­ динены к центральному компьютеру (рис. 8.7, б). Для эффективного функционирования сети устанавливаются периферийные устрой* ства (ПУ) (принтеры, плоттеры и др.).

Любая PC может использоваться автономно (как отдельный компьютер) или функционировать в составе сети. В последнем случае при загрузке PC на экране монитора появляются сведе­ ния о том, что идет загрузка сетевой ОС. Для входа в сеть поль­ зователь должен ввести свое имя (идентификатор) и пароль — в начале загрузки. После вхождения в ЛВС пользователю сооб­ щаются дополнительные файлы, которые стали доступны для работы.

PC и ФС содержат специальные платы (карты) сетевых адап­ теров, через которые по кабелям сети можно осуществлять обмен информацией. Карта адаптера воспринимает только те сообще­ ния, циркулирующие в сети, которые адресуются данной станции

. или серверу. Адаптер автоматически выбирает момент передачи данных и проверяет поступающие на его вход сообщения на на­ личие ошибок, при обнаружении которых сеанс передачи данных повторяется.

Сеть интернет. При значительных расстояниях между струк­ турными подразделениями большого предприятия (корпорации) и для применения в своих разработках мировых информацион­ ных ресурсов используют глобальную информационную компь­ ютерную сеть — интернет. Построенная по сетевому принципу, эта глобальная общедоступная информационная сеть обеспечи­ вает обмен информацией между компьютерами на основе прото­ колов TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). Протоколы TCP/IP позволяют связывать между собой компьютеры различной архитектуры, производимые разными фирмами.

Локальным узлом сети является провайдер — организация, обеспечивающая функционирование данного участка сети, по­ ставщик сетевых услуг. Провайдер владеет мощным сервером, в котором хранится быстроизменяющаяся информация. Канала­ ми связи в интернете могут быть телефонные сети, специализиро­ ванные оптоволоконные кабели, радиолинии, каналы мобильной и спутниковой связи, т.е. любые доступные каналы, способные работать по протоколам TCP/IP.

По интернету можно обмениваться информацией любого вида (текстовой, цифровой, звуковой, визуальной, включая телепе­ редачи), которая может быть закодирована в цифровой форме. Интернет дает возможность проводить дискуссии, телеконферен­ ции, получать справочные и технические данные, использовать с помощью сетевого теледоступа компьютерные программы и БД, хранящиеся на других компьютерах.

Классификация служб интернета. Интернет имеет несколько специальных служб. Клиентская программа, загруженная в ком­ пьютер пользователя интернета, обеспечивает взаимодействие

ссерверами определенного типа. Наиболее распространенная пользовательская программа — Web-браузер взаимодействует

сWeb-серверами (Web-узлами). Web-страница — это файл, со­ держащий информацию любого вида на Web-сервере. Web-до­ кументы, хранящиеся на Web-серверах, не имеют ж есткого форматирования.

Воспроизведение запрошенной информации осуществляется автоматически специальными Web-браузерами на компьютерах клиентов в соответствии с командами-тегами, которые опреде­ ляются авторами документов при составлении Web-страниц, что очень удобно. В последнее время широко используются мульти­ медийные компоненты: анимационные изображения, звуковое сопровождение и т.д.

Протоколы TCP/IP обеспечивают взаимосвязь информации через систему гиперссылок, которые внесены в конструкцию язы­ ка разметки гипертекста HTML (HyperText Markup Language), поэтому любой поиск в этой службе интернета чрезвычайно прост. В глобальной сети адрес каждого файла фиксируется унифици­ рованным указателем ресурса URL (Uniform Resource Lokator). Данный указатель имеет следующий вид:

Протокол://адрес сервера [местонахождение на сервере]

Использование ресурсов интернета наиболее эффективно при поиске и анализе справочных БД, которые содержат информаци­ онные указатели и рефераты по различным проблемам, включая надежность. При поиске удобно обращаться к поисковым системам. Наиболее распространенными в нашей стране являются системы Rambler (www.rambler.ru), Yandex (www.yandex.ru), Au (ynvw.au.ru), Aport (www.aport.ru).

После формулировки задачи и выбора поисковой системы фор­ мируется запрос по теме, который состоит из ключевых слов (на­ писанных по-русски или по-английски) и логических операторов, разделяющих ключевые слова. При поиске употребляют логи­ ческие операторы AND (И), OR (ИЛИ), NOT(HE).

Поиск можно вести по произвольным текстам на основе ключе­ вых слов или при помощи управляемого словаря и тематических рубрик. Для поиска используют специальные программы — по­ исковые указатели, которые могут работать практически по всем информационным ресурсам сети. Они находят и копируют по запросу информацию на сервер поисковой системы и выдают клиенту список гиперссылок по проблеме.

Другой распространенной службой является электронная почта (E-mail), представляющая собой самый дешевый и дос­ тупный для пользователей интернета вид связи. Служба исполь­ зуется в качестве средства доставки текущей корреспонденции и текстовой документации. Работа данной службы обеспечивается с одной стороны «программой почтовый сервер» по протоколу SMPT (Simple Mail Transfer Protocol), а со стороны пользовате­ ля — «программой типа почтовый клиент», заранее установлен­ ной, например, в программу Windows. В службе E-mail сообщение транслируется от сервера к серверу, пока не достигнет адресата.

Телеконференции по системе сетевых новостей Usenet от­ носятся к службе интернета, разделенной на тематические группы, число которых более 50 тыс. Со стороны сети действуют серверы новостей, а со стороны пользователя — программы-клиенты. На жестких дисках серверов сети информация хранится не бо­ лее 10 сут. Сетевые новости по-интересующей тематике — удоб­ ное средство для получения самых свежих данных.

Служба передачи файлов FTP (File Transfer Protocol) позво­ ляет принимать и отправлять не только простейшие текстовые документы, составленные по установленной форме, но и докумен­ ты произвольной формы (таблицы, графики, электронные чер­ тежи) в виде векторных представлений. Данная служба работает по стандартному протоколу TCP/IP и предназначена для пере­ дачи файлов между разнородными компьютерами.

Служба содержит специально выделенные сетевые серверы и серверные программы. Для приема и передачи файлов необ­ ходимо зарегистрироваться в сети под своим именем и паролем (login/password).

Интерактивная служба ICQ (I Seek You) используется для двустороннего общения в реальном времени. Для работы в этой службе необходимо получить у провайдера личный регистраци­ онный номер UIN (User Identification Number) и установить на своем компьютере программу-клиент. При выходе в сеть необ­ ходимо сообщить партнерам свой UIN и начать работать. По этой службе можно передавать не только текстовую и графическую, но также звуковую и визуальную информацию.

Интерактивная служба IRC (Internet Relay Chat) способна реализовать многостороннее общение в виде конференции пря­ мого доступа в реальном времени, т.е. в виде так называемой чат-конференции. Для этого необходимо установить программу чат-клиента, которую можно заимствовать йз ресурсов самой сети. Узлы IRC синхронизированы между собой, и пользователи могут передавать друг другу текстовые сообщения внутри тематиче­ ской группы или организовать собственный канал для пользо­ вателей.

Взаимодействие сети интернет и ЛВС. Взаимодействие сети интернет и ЛВС упрощается, если последняя построена по типу интранета1. При этом W W W -технологии весьма эффективны для организации обмена данных в корпоративных сетях промыш­ ленных предприятий. Общедоступная информация хранится на Web-сервере, а считывание осуществляется с использованием Web-браузера.

Разделение между интернетом и ЛВС такого типа образует так называемый прокси-сервер, представляющий собой компьютер, который является представителем корпоративной сети в среде интернет. Прокси-сервер передает запросы корпоративных кли­ ентов узлам интернет и предоставляет собственному клиенту полученную информацию.

Информационная безопасность (защита от несанкционирован­ ного доступа) обеспечивается соответствующими программно-ап­ паратными комплексами — брандмауэрами, которые контроли­ руют обмен информацией между внутренними пользователями и внешними источниками. Корпоративная информация с ис­ пользованием подобных технических средств при наличии соот­ ветствующих адресов может быть доступна для сотрудников

1 ЛВС организации или предприятия (корпоративная сеть), использующая стандарты, технологии и программное обеспечение интернета.

Для больших организаций можно использовать W W W -тех­ нологии и услуги других служб интернета как при создании соб­ ственных локальных сетей по типу интранета, так и с целью выхода в глобальную сеть через прокси-серверы с использова­ нием компьютерных программ типа брандмауэров (рис. 8.8). Сети интранета, подключенные к интернету, можно использо­ вать для передачи открытой информации между следующими организациями:

Заказчик <-> Головное предприятие — разработчик изделий Головное предприятие-изготовитель <-» Предприятия-смеж­

ники <-» Испытательные предприятия <-> Эксплуатирующие ор­ ганизации.

Функции и возможности служб интернет. Интернет позволя­ ет: осуществлять передачу научно-технической и проектно-кон­ структорской документации в электронной форме; получать методическую и нормативно-правовую документацию по вопро­ сам надежности; вести поиск и получать сведения о ПКН эле­ ментов систем, производимых на предприятиях-смежниках.

Служба WWW является средством получения новых научнотехнических данных. Для этого широко используют систему ги­ пертекста и ключевые слова. Применение поисковых систем значительно ускоряет работу по нахождению требуемой инфор­ мации. Например, запрос поисковой системы Rambler по ключе­ вым словам «надежность станков» позволил в течение 20 с полу­ чить сведения о наличии более 7000 Web-страниц (сайтов) и более 28 000 ссылок по данной тематике.

Службу тематических телеконференций Usenet можно упот­ реблять в качестве эффективного средства ознакомления с но­ вейшими данными по проблемам надежности.

Служба передачи файлов FTR может служить средством пере­ дачи в оперативном режиме графической и текстовой документа­ ции. Трансляция информации идет в достаточно закрытом режиме между двумя компьютерами.

Интерактивная служба ICQ используется для организации дву­ стороннего речевого и визуального общения, проведения опера­ тивных технических совещаний и обмена данными.

Интерактивная служба IRC открывает возможности для многоканального общения (при организации технических сове­ щаний в дистанционном режиме) и работы специальных групп

328 8. Использование компьютерных информационных технологий

по решению наиболее важных проблем надежности. Сетевые технологии позволяют также оперативно пополнять БД по про­ блемам надежности.

Уровни решения задач надежности в среде CALS/ИПИ-техно- логий. Широкие возможности компьютерной техники и исполь­ зование CALS/ИПИ-технологий позволяют поднять качество проектных работ на более высокий уровень и создавать в корот­ кие сроки (что очень важно в условиях рынка) изделия повы­ шенной надежности и эффективности.

В мировом научно-техническом и экономическом сообществе получила широкое развитие концепция CALS/ИПИ-технологий информационной поддержки ЖЦ изделий, которая в общем случае включает типовые этапы: маркетинговые и предпроектные исследования; формирование системы основных параметров и структуры изделия; разработка конструкторской документа­ ции; проведение технологической подготовки производства; управление документооборотом, производственными процесса­ ми и системой обеспечения качества и надежности; организация эксплуатационного и ремонтного обслуживания; вывод изделий из эксплуатации и утилизация.

Применение CALS/ИПИ-технологий предполагает полный переход на «безбумажную» (электронную) форму ведения тех­ нической документации и компьютерные методы управления процессами на всех стадиях ЖЦ изделий. Причем компьютерные принципы CALS/ИПИ-технологий универсальны и применимы не только к автоматизированным, но и обычным (неавтоматизи­ рованным) видам производств. И такие понятия, как автомати­ зированная система управления производством (АСУП), АСУТП, АСИО, АСНИ, являются в некоторой мере устаревшими, посколь­ ку развитие КИТ позволило сформировать более обобщенные понятия и представления. Применение CALS/ИПИ-технологий позволяет вести проектирование изделий, технологическую под­ готовку производства и эксплуатацию в единой информацион­ ной среде, исключающей появление межсистемных ошибок при трансформации параметров. Количество внутрисистемных ошибок при выполнении конструкторских чертежей резко сокращается.

В 1990-х гг. были найдены программно-технические решения, пригодные для использования на предприятиях с различными типами производств и уровнями автоматизации. На мировом рынке появились и получили широкое распространение такие

программные продукты, как CAD, САМ, CAE, PDM, а также MRP (MRP И) и ERP.

Программные продукты CAD обеспечивают автоматизацию черчения и ведение параметрического проектирования, когда часть размеров изделия может быть задана в параметрической форме в виде условных обозначений. При изменении любого параметра CAD-система автоматически производит коррекцию чертежей.

CAM-системы на основе электронных версий конструкторских чертежей обеспечивают выполнение процессов технологической подготовки производства. Применение САЕ позволяет значитель­ но ускорить моделирование ТП и инженерные расчеты, управ­ лять техническим документооборотом.

Основным свойством CALS/ИПИ-технологий является приме­ нение принципов параллельного инжиниринга (управление струк­ турой процессов и конфигурации изделий). Параллельный инжи­ ниринг позволяет одновременно вести конструирование изделий и технологическую подготовку производства.

Система конструкторско-технологического проектирования. В Московском государственном открытом университете (МГОУ) создана компьютерная система конструкторско-технологиче­ ского проектирования (СКТП) в естественной CAD-среде на базе Autocad, Autodesk Inventor, SolidWorks, Т-Flex, Компас, для чего разработаны соответствующие графические БД в виде шаблонов, бланков и форматов технологических документов, таблиц и услов­ ных знаков. Заполнение технологических бланков ведется в диа­ логовом режиме с применением типовых электронных технологий. Получаемые документы полностью соответствуют требованиям Единой системы технологической документации (ЕСТД).

Перечислим принципы работы СКТП и ее возможности:

• применение для технологического проектирования любой, принятой на предприятии, CAD-системы компьютерного конст­ руирования;

•детальный технологический анализ продукции на основе классификатора ЕСКД по ГОСТ 2.301-80;

•полное соответствие ЕСТД всей выпускаемой документации;

•применение «обратного» операционного технологического проектирования механообработки и сборки, полностью интегри­ рованного с CAD-системой;

3308. Использование компьютерных информационных технологий

•использование графических БД (шаблонов, бланков и др.);

•использование автоматизированной системы технического нормирования (АСТН) с привязкой к конкретному предприятию;

•применение высокоточной автоматизированной системы рас­ чета технологической и цеховой себестоимости (АСРС).

Работа пользователя СКТП. СКТП позволяет на едином экран­ ном поле монитора компьютера вести конструкторское и техноло­ гическое проектирование, разработку технологической оснастки

итехнологических инструкций (например, разрабатывать для сборочных единиц конструкторские чертежи и спецификацию, схемы сборочного процесса, карты эскизов сборки, заполнение маршрутных и операционных карт сборки изделий, проектиро­ вание сборочных стендов).

При проектировании деталей разрабатываются соответствую­ щие чертежи и маршрутные ТП. Методами «обратного проектиро­ вания* создаются карты эскизов для технологических операций

итехнологические описания в виде полномасштабных операци­ онных карт. ТП нормируются с использование компьютерной

АСТН. Технологическая себестоимость рассчитывается с исполь­ зованием АСРС. При этом можно производить многофакторное и многоэтапное проектирование.

Поддержка жизненного цикла изделий на стадии эксплуата­ ции. Одним из важных потребительских параметров ТС следует считать величину затрат на поддержку ЖЦ. Они складываются из затрат на разработку и производство изделия, а также на ввод изделия в эксплуатацию, собственно эксплуатацию и поддержку в работоспособном состоянии. Для ТС с длительными (10-20 лет) сроками использования по служебному назначению затраты на эксплуатацию очень велики и в несколько раз превышают на­ чальную стоимость основного ТО.

Сокращение затрат на поддержку ЖЦ и обеспечение надежно­ сти изделий — важнейшая задача CAIiS/ИПИ-технологий. Ком­ плекс мероприятий (с компьютеризированным обеспечением), направленных на существенное уменьшение эксплуатационных затрат, повышение надежности изделий и качества эксплуатаци­ онного и ремонтного обслуживания, характеризуется понятием ILS/ИЛП (Integrated Logistic Support) — интегрированная ло­ гистическая поддержка (ИЛП) систем эксплуатации, эксплуа­ тационного и ремонтного обслуживания ТС. ILS/ИЛП обладает