Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Автоматизация управления жизненным циклом продукции. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

Другим важным аспектом является организация коллективной работы специалистов в составе рабочих групп в интерактивном режиме (дизайнеров, конструкторов, технологов и т.д.). На смену последовательному сквозному проектированию приходит параллельное проектирование, так как благодаря такой организации труда достигается наивысшая производительность и существенно сокращается время разработки изделия. В этих условиях становятся актуальными вопросы организации обмена информацией.

Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения, координации работы систем CAD/CAM/CAE, управления проектными данными и проектированием разрабатываются системы, получившие название систем управления проектными данными PDM.

На большинстве этапов жизненного цикла, от определения предприятий-поставщиков исходных материалов и компонентов до реализации продукции, требуются услуги системы управления цепочками поставок - SCM. Цепь поставок обычно определяют как совокупность стадий увеличения добавленной стоимости продукции при ее движении от компаний-поставщиков к компаниям-потребителям. Управление цепью поставок подразумевает продвижение материального потока с минимальными издержками. При планировании производства система SCM управляет стратегией позиционирования продукции. Если время производственного цикла меньше времени ожидания заказчика на получение готовой продукции, то можно применять стратегию "изготовление на заказ". Иначе приходится использовать стратегию "изготовление на склад". При этом во время производственного цикла должно входить время на размещение и исполнение заказов на необходимые материалы и комплектующие на предприятияхпоставщиках.

В последнее время усилия многих компаний, производящих программно-аппаратные средства автоматизированных систем, направлены на создание систем электронного бизнеса (E-commerce). Задачи, решаемые системами E-commerce, сводятся не только к организации на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Они объединяют в едином информационном пространстве запросы заказчиков и данные о возможностях множества организаций, специализирующихся на предоставлении различных услуг и выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию, изготовлению, поставкам заказанных изделий. Проектирование непосредственно под заказ позволяет добиться наилучших параметров создаваемой продукции, а оптимальный выбор исполнителей и цепочек поставок ведет к минимизации времени

и стоимости выполнения заказа. Координация работы многих предприятий-партнеров с использованием технологий Internet возлагается на системы E-commerce, называемые системами управления данными в интегрированном информационном пространстве CPC.

Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП).

К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием ERP, планирования производства и требований к материалам MRP-2 и системы SCM. Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т.п. Системы MRP-2 ориентированы, главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством.

Промежуточное положение между АСУП и АСУТП занимает производственная исполнительная система MES, предназначенная для решения оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом.

В состав АСУТП входит система SCADA, выполняющая диспетчерские функции (сбор и обработку данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и помогающая разрабатывать ПО для встроенного оборудования. Для непосредственного программного управления технологическим оборудованием используют системы CNC на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Системы CNC называют также встроенными компьютерными системами.

Потребитель является полноправным участником ЖЦИ на этапе эксплуатации изделия и ему необходимо обеспечить доступ к информации об изделии. Однако использование для этих целей PDMсистемы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы только эксплуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к информации он будет использовать не

PDM-систему, а интерактивные электронные технические руководства IETM.

Интерактивные электронные технические руководства также выполняют функции обучения обслуживающего персонала. С их помо-

щью выполняются диагностические операции, поиск отказавших компонентов, заказ дополнительных запасных деталей и некоторые другие операции на этапе эксплуатации систем.

Под PLM понимают процесс управления информацией об изделии на протяжении всего его жизненного цикла. Понятие PLM-система трактуется двояко: либо как интегрированная совокупность автоматизированных систем CAE/CAD/CAM/PDM и ERP/CRM/SCM, либо как совокупность только средств информационной поддержки изделия и интегрирования автоматизированных систем предприятия.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЖИЗНЕННОГО

ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ

Информация об изделии может быть представлена в форме базы данных, в форме электронного конструкторского документа или в форме, пригодной для восприятия человеком, - бумажной или экранной.

База данных об изделии - хранилище информации, требуемой для выпуска конструкторской документации, необходимой на всех стадиях жизненного цикла изделия.

Представление информации в форме базы данных используется при необходимости логического структурирования больших объемов информации. При этом данные определенным образом распределяются между таблицами базы данных, записями в таблицах, полями в записях (при использовании реляционной СУБД) и (или) отдельными файлами и таблицами (при использовании объектно-ориентированной СУБД).

Другой формой представления информации является электронный документ - структурированный набор данных, включающий в себя заголовок, содержательную часть и электронно-цифровую подпись. Электронный документ используется в качестве формы представления результатов работы, предназначенной для передачи из одной автоматизированной системы в другую или последующей визуализации.

Электронный конструкторский документ - структурированный набор данных, необходимых для разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта, снабженный заголовком и подписанный электронно-цифровой подписью. Экранное представление данных - отображение конструкторской информации на экране компьютера в форме, воспринимаемой человеком.

Замысел

конструктора

Конструкторская

документация

Анализ

и инженерные

расчеты

Интерпретация

технологом

Производство

Конструкторское

бюро

Завод

Бумажный конструкторский документ - графический и (или) текстовой документ, содержащий данные, необходимые для разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

Жизненный цикл изделия при традиционной организации проектирования и изготовления изделий реализуется в соответствии с рис. 4. Обычно в рамках конструкторского бюро оформляется чертежноконструкторская документация на изделие, а на заводе происходит собственно реализация последнего. Активными компонентами при такой организации выступают люди. Компоненты, определяющие качество конечного изделия, выделены в виде овала.

Новая схема организации производства при использовании информационной модели изделия приведена на рис. 5. Эта схема призвана обеспечить совмещенное проектирование основного изделия и компьютерную подготовку его производства.

Рис. 4. Традиционная организация проектирования и изготовления

изделия в машиностроении

Замысел

конструктора

Чертеж

Информационная модель изделия на компьютере с возможностями твердотельного моделирования

Интерпретация

технологом

Анализ

и инженерные

расчеты

Производство:

1. На основе ЧПУ 2.Ручное

Конструкторское

бюро

Завод

Рис. 5. Организация совмещенного проектирования и изготовления

изделия в машиностроении

ВЗАИМОСВЯЗИ ЭТАПОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

Одним из наиболее важных этапов жизненного цикла наукоемких изделий является этап конструкторской подготовки производства. На

ПРОДУКЦИИ

этом этапе формируется концептуальный облик будущего изделия, создаются математически точные геометрические модели как отдельных деталей, так и всего изделия, которые будут играть определяющую роль на всех последующих этапах жизненного цикла изделия.

В основе автоматизированного конструирования машиностроительных изделий лежит объемное моделирование. В этом случае на помощь конструктору при моделировании приходят как его собственный опыт, так и результаты работы других специалистов, воплощенные в рисунках, эскизах, чертежах, реально выполненных образцах изделий в материале, данные сканирования этих образцов и компьютерные геометрические модели ранее разработанных изделий.

Проектирование изделий

БД ИЛП

Проектирование средств

поддержки (обслуживания)

Разработка документации Обучение

Эксплуатация

Входной информацией для этапа технологической подготовки производства являются данные геометрической модели изделия. В процессе работы технолог будет неоднократно обращаться к предыдущим этапам для проектирования моделей инструмента, оснастки или модификации модели изделия совместно с конструктором.

Управление данными требуется в процессе проектирования, производства, эксплуатации изделий с целью минимизации издержек, имеющих место на этапе эксплуатации. Собственно минимизация может быть обеспечена должным учетом логистических требований на этапах проектирования и изготовления. Стремление максимально повысить эффективность эксплуатации сложной техники привело к появлению концепции интегрированной логистической поддержки (ИЛП) изделий.

Уже на этапе проектирования прогнозируются затраты и определяются ресурсы, требуемые для поддержания изделия в нужном состоянии, создаются базы данных, необходимые для отслеживания нужных параметров в ходе жизненного цикла изделия, разрабатывается электронная техническая документация, используемая при закупке, поставке, вводе в действие, при эксплуатации, сервисном обслуживании и ремонте изделия, планируются потребности в средствах технического обслуживания. В дальнейшем база данных ИЛП становится доступной заказчикам и покупателям, в системах ИЛП контролируются процессы поставки изделий, формирования и исполнения заявок и т.п.

Характерные особенности ИЛП подчеркивает рис. 6. Из него следует, во-первых, параллельность (совмещенность) проектирования основного изделия и средств его обслуживания, во-вторых, доступность созданной базы данных ИЛП службам эксплуатации, в-третьих, обязательность процедур обучения персонала, для чего в системе логистической поддержки должны быть предусмотрены средства создания интерактивных учебных пособий и технических руководств наряду с другой проектной и эксплуатационной документацией.

Рис. 6. Взаимосвязь процессов проектирования и эксплуатации

ЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВО

ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ

На рис. 7 представлены некоторые процессы, которые используют информацию об изделии.

Традиционный подход работы с информацией предполагает независимую обработку данных (рис. 8).

Рис. 7. Процессы, использующие информацию об изделии

Рис. 8. Независимая обработка данных

Двумя основными проблемами, мешающими эффективному управлению информацией об изделии, являются огромное количество информации, связанной с изделиями, и коммуникационные барьеры между участниками ЖЦИ.

С одной стороны, с увеличением сложности самих наукоемких промышленных изделий увеличивается объем данных, описывающих эти изделия. С другой - использование на отдельных этапах ЖЦИ автоматизированных систем (например, САПР) приводит не только к улучшению качества выполнения этих этапов, но и к увеличению примерно на порядок объема информации, создаваемой на каждом этапе. Старые методы работы с информацией уже не справляются с увеличивающимся потоком данных, и возникает угроза потери их полноты, целостности и актуальности, что в конечном итоге приведет предприятие к информационному хаосу.

Кроме того, процесс взаимодействия любых участников ЖЦИ (организаций между собой или подразделений или даже сотрудников отдельной организации) обязательно связан с передачей информации. Эффективность такого обмена данными значительно влияет на качество и конкурентоспособность изделия. Недостаточная эффективность передачи информации между участниками ЖЦИ связана с наличием ряда коммуникационных барьеров между участниками:

• временного барьера, связанного с получением доступа к дан-

ным, созданным предшествующим по времени процессом или этапом ЖЦ (например, передача данных с этапа проектирования на этап производства);

• пространственного барьера, связанного с получением доступа

к данным, созданным в географически удаленной точке;

• организационного барьера, связанного с получением доступа к

данным, созданным в другой организации (в частности, вопросы интеллектуальной собственности);

• междисциплинарного барьера, связанного с получением дос-

тупа к данным, описывающим изделие с иной, чем у получателя данных, точки зрения (например, получение технологом конструкторского описания изделия);

• выразительного барьера, связанного с получением доступа к

данным, форма описания которых непонятна для получателя данных (например, передача данных между различными системами, имеющими различный формат представления информации).

Пути решения обозначенных проблем предусматривают создание единого информационного пространства (ЕИП), охватывающего все данные об изделии и используемого всеми участниками ЖЦИ. Единое информационное пространство – специальным образом организованное хранилище данных, в котором каждое приложение может на основе уже существующей общедоступной информации создавать новые данные, доступные другим элементам системы (рис. 9).

Создание ЕИП позволит преодолеть информационный хаос и коммуникационные барьеры между участниками ЖЦИ, что приведет к повышению эффективности процессов ЖЦ и улучшению взаимодействия между его участниками. В результате существенно снизятся временные и материальные издержки в течение ЖЦИ и повысится степень удовлетворения потребностей заказчика.

Рис. 9. Интегрированная обработка данных

ЕИП предполагает отказ от прямого взаимодействия и передачи данных между участниками ЖЦ. Все коммуникации между ними должны осуществляться через ЕИП.

Использование ЕИП дает предприятию (особенно виртуальному) следующие преимущества:

• обеспечение целостности данных. Все данные об изделии хра-

нятся один раз в логически единой модели данных, что позволяет легче организовать контроль за ними;

• минимум преобразований при переходе с одного этапа ЖЦ на

другой. Данные, созданные на начальных этапах ЖЦИ, не теряются и могут быть использованы на последующих этапах. Более того, их хранение в единой модели изделия позволяет исключить повторный ввод данных при переходе с одного этапа ЖЦ на другой, что значительно экономит время и снижает количество ошибок;

• изменения данных видны всем и сразу. Если один из участни-

ков ЖЦ изменяет информацию о своей части изделия, то эти изменения становятся доступными для других участников немедленно, что исключает ситуации, при которых возможна работа над устаревшей информацией;

• повышение скорости поиска и доступа к данным. Электронное

представление данных позволяет значительно сократить время, затра-

Организационная структура

Повышение эффективности управления процессами

Повышение эффективности управления данными

Повышение эффективности обмена данными внутри структуры

Подразделение предприятия

Среднее

Высокое

Низкое

Отдельное предприятие

Высокое

Среднее

Виртуальное предприятие (корпорация)

Высокое

Эксплуатирующая организация

Среднее

Высокое

Среднее

чиваемое на поиск необходимой информации и доступ к ней, по сравнению с бумажным документооборотом;

• использование различных компьютерных систем для доступа

к данным. Для осуществления нормального обмена данными участники ЖЦ не должны использовать одинаковые компьютерные системы или множество конвертеров для каждой пары систем. Передача данных через ЕИП предполагает необходимость наличия интерфейса только с ЕИП;

• организация географически удаленного доступа к данным.

Даже в случае когда участники ЖЦИ территориально удалены друг от друга (например, в случае виртуального предприятия), ЕИП позволяет обеспечить их функционирование в единой среде.

ЕИП может быть создано для организационных структур разного уровня: от отдельного подразделения предприятия до корпорации. Соответственно разным может быть и эффект, получаемый от создания ЕИП. В качестве критериев для оценки эффекта от ЕИП здесь рассматриваются: повышение эффективности управления процессами, повышение эффективности управления данными и повышение эффективности обмена данными внутри организационной структуры (табл. 1).

Таблица 1. Эффект, получаемый от создания ЕИП

здесь во всех случаях наблюдается большой эффект. Это объясняется большим количеством информации об изделии, создаваемом и используемом на всех уровнях.

Что касается повышения эффективности управления данными, то

<<< < Предыдущая 12 / 52 3 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]