Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология машиностроения. Моделирование и специализированные пакеты программ. Учебное пособие для СПО
.pdf
ǔǽǻǺǷȈdzǺǮǬǹǴDZǮǴǼǾǿǬǷȈǹȇȁǾǼDZǹǬDzDZǼǺǮǴǴȁȉǷDZǸDZǹǾǺǮ
Вначале следует войти в теоретический и методический
раздел страницы, изучить основы теории данного эксперимента, схематическое устройство опытной установки, порядок
проведения данной лабораторной работы, способы получения
и измерения опытных данных и их последующей обработки —
проведения расчетов и построения необходимых графиков.
Только подробно изучив все вопросы этого раздела, можно переходить к следующему этапу выполнения работы.
Его основной целью является виртуальное тестирование
и по его положительным результатам — получение допуска
к непосредственному выполнению виртуальной лабораторной
работы. При этом в ходе тестирования должны быть затронуты не только содержательные вопросы по теме, но и вопросы,
касающиеся правил работы на установке. Как только получены
правильные ответы на все пять контрольных вопросов из случайной выборки по данной тематике и набраны необходимые
25 баллов — в правой нижней части тестирующего поля появится кнопка: «Переход к выполнению работы». Для примера
на рис. 4.6 приведена тестирующая программа к лабораторной
работе № 1 в состоянии, когда на все пять вопросов были даны
правильные ответы.
Рис. 4.6. Успешно выполненная тестирующая программа
к лабораторной работе № 1
-251-
ǏǗnjǎnjǔǝǛǚǗǨǓǚǎnjǙǔǑǔǙǠǚǜǘnjǢǔǚǙǙǚǘnjǞǑǘnjǞǔǣǑǝǖǔǡǝǜǑǐǝǞǎ
В противном случае придется проходить тестирование еще
раз, нажав появившуюся кнопку «Повторить?».
Далее, после нажатия кнопки «Переход к выполнению работы» и окончания загрузки ее изображения на экран монитора
приводится начальное изображение виртуальной лабораторной
работы. В левом верхнем углу работы расположена эмблема
университета, внизу — номер и тема данной виртуальной лабораторной работы. При наведении курсора на слово «Опыт 1»
появится информационное поле с подробным указанием темы
и содержания работы. После нажатия и удерживания левой
кнопки мыши появится второе информационное поле с краткой
инструкцией по пользованию виртуальным вариантом лабораторной работой. Кроме того, на поле каждой виртуальной лабораторной работы справа внизу расположена овальная кнопка
«Сброс». Нажимая эту кнопку, можно в любой момент привести
лабораторную работу в исходное состояние. При этом восстановить предыдущее ее состояние будет уже нельзя.
Установленный порядок перехода к выполнению лабораторной работы через тестирование, возможность вывода двух
информационных полей при наведении указателя мыши на
слово «Опыт» и возможность в любой момент воспользоваться
кнопкой «Сброс» — общие для всех виртуальных лабораторных
работ.
В настоящее время успешно апробированными для достижения поставленных задач образования формами с использованием виртуальных лабораторных практикумов могут считаться
экстернат и дистанционная форма обучения [4, 5].
Использование таких форм сопряжено с поиском интерактивных методик обучения, позволяющих компенсировать
отсутствие контакта преподаватель — обучаемый, что успешно осуществляется при использовании описанных выше
разработок.
Актуальность поиска таких инструментов для высшего
образования обусловлена еще и тем, что в программы подготовки бакалавров, наряду с лекционными и практическими
-252-
ǔǽǻǺǷȈdzǺǮǬǹǴDZǮǴǼǾǿǬǷȈǹȇȁǾǼDZǹǬDzDZǼǺǮǴǴȁȉǷDZǸDZǹǾǺǮ
занятиями, обязательно включен интерактивный практикум
как инструмент формирования профессиональных компетенций [6].
Если рассматривать в качестве такого интерактивного
вида занятий лабораторный практикум, то здесь появляется
ряд трудностей. Выполнение лабораторных работ связано
с необходимостью посещения бакалаврами вуза. Поскольку для
бакалавров, обучающихся по дистанционной форме, как правило, назначается индивидуальный график учебного процесса, то
выполнение лабораторного практикума приходится повторять
несколько раз, по мере посещения бакалаврами вуза. Повышение креативности обучаемого и формирование у него необходимых компетенций, таким образом, связано с поиском средств,
обеспечивающих выполнение лабораторных практикумов по
месту жительства бакалавров, обучаемых по дистанционной
форме [7].
В рамках описанных проблем в Университете ИТМО предпринимаются определенные шаги по разработке средств, обеспечивающих образовательный процесс в дистанционной форме.
Совершенствуется концепция и принципы проектирования,
а также создается комплектный электронный образовательный
ресурс системы дистанционного обучения (СДО), включающий
как электронные учебники, так и виртуальные лабораторные
работы. Это позволяет развить существующую сетевую инфраструктуру и WEB-технологии коллективной и индивидуальной
работы студентов. Основной результат работы представлен системой дистанционного обучения (СДО) магистерских программ
направления 15.03.02 — Технологические машины и оборудование [8, 9].
Реализованные принципы проектирования электронного
ресурса через специализированный сервер обеспечивают широкие функциональные возможности и средства интегрирования СДО в систему других университетских образовательных
порталов. В дальнейшем используемые сервером инструментальные средства, в частности пакет прикладных программ
-253-
ǏǗnjǎnjǔǝǛǚǗǨǓǚǎnjǙǔǑǔǙǠǚǜǘnjǢǔǚǙǙǚǘnjǞǑǘnjǞǔǣǑǝǖǔǡǝǜǑǐǝǞǎ
CS–5, дадут возможность управлять образовательным процессом таким образом, что его показатели качества будут соответствовать сертификационным нормативам и стандартам,
разработанным на основе прямого применения международных стандартов ISO, технических условий СТУ 115.005–2001,
а также отраслевого стандарта ОСТ 9.2–98 «Учебная техника
для образовательных учреждений. Системы автоматизированного лабораторного практикума». Специальные дидактические
свойства электронного образовательного ресурса, которые
предполагается реализовать, будут способствовать совершенствованию интерактивных методов и форм дистанционного
обучения, формировать креативность обучаемых. В настоящее
время в СДО большинства вузов, реализующих магистерские
программы направления 15.04.02 — Технологические машины
и оборудование, компоненты электронного образовательного
ресурса и их виды для разного типа учебных занятий: теоретического курса, практических и лабораторных занятий, а также
курсового и дипломного проектирования, разнородны и разделяемы. В процессе работы с частью этих ресурсов, например,
с виртуальными лабораторными работами и (или) лекционным
материалом, формируемые потоки данных, которыми обмениваются субъекты клиент — серверной архитектуры, динамичны.
В ресурсе сами данные отделены от их представления и логики
обработки. Поэтому как объект управления образовательный
процесс достаточно сложен. Этот объект слабо изучен с позиции современной теории управления и до настоящего времени
отсутствуют его модели, ориентированные на решение задач
ситуационного управления. Описанная концепция определяет
выбор принципов оптимальной организации управления ресурсом СДО в классе многопользовательских систем. При этом
предполагается решение множества задач, таких как формирование общепрофессиональных и специальных компетенций.
Особую ценность интерактивный электронный контент имеет
при самостоятельной работе студента, включая различные
дистанционные формы обучения. Процесс решения может быть
-254-
ǔǽǻǺǷȈdzǺǮǬǹǴDZǮǴǼǾǿǬǷȈǹȇȁǾǼDZǹǬDzDZǼǺǮǴǴȁȉǷDZǸDZǹǾǺǮ
сосредоточен в специализированном сервере, наделенном функциями управляющего устройства системы управления СДО,
для которой предложена имитационная модель и компьютерная реализация с использованием оригинальных технологий,
а также при установке контрольно-измерительных средств на
любом удаленном ПК. Специализированный сервер построен
как модульная структура, позволяющая легко наращивать его
функции.
Кардинальным отличием разработки от известных аналогов
является то, что она позволит создавать мобильный электронный контент блочной автономной структуры с независимыми
блоками, решающими отдельные дидактические задачи объемом 30–40 Кбайт. Управление образовательным процессом
опирается на результаты интерактивного воздействия студента
на электронный ресурс как на объект управления, учитывать
его особенности.
В настоящее время в нашей стране развитию систем дистанционного обучения уделяется большое внимание, с одной стороны, Министерством науки и образования, а с другой — рядом
ведущих образовательных учреждений Российской Федерации.
В процессе развития системы подготовки специалистов
по указанным выше направлениям проведены исследования
особенностей развития образовательного пространства в вузах России; сформированы модель и концепция подготовки
бакалавров по этим направлениям, а также требования к материально-технической базе системы подготовки и, в частности,
к инфраструктуре коммуникационных и вычислительных сетей кафедры общепрофессиональных дисциплин — основного
звена общеинженерной подготовки. Сформирована концепция
развития сетевой инфраструктуры и интернет-технологий,
в том числе системы дистанционного обучения, по разным направлениям подготовки. Разработан экспериментальный вариант электронного образовательного информационного ресурса,
который успешно используется целым рядом отечественных
вузов родственных профилей.
-255-
ǏǗnjǎnjǔǝǛǚǗǨǓǚǎnjǙǔǑǔǙǠǚǜǘnjǢǔǚǙǙǚǘnjǞǑǘnjǞǔǣǑǝǖǔǡǝǜǑǐǝǞǎ
ǔǝǛǚǗǨǓǚǎnjǙǔǑǖǚǘǛǨǪǞǑǜǙǚǏǚǘǚǙǔǞǚǜǔǙǏnj
ǐǗǫǛǚǎǧǤǑǙǔǫǩǠǠǑǖǞǔǎǙǚǝǞǔǜnjǍǚǞǧǛǜǑǐǛǜǔǫǞǔǫ
Стратегия производства и его среда оказывают влияние
на структуру и гибкость планов и детализированных расписаний работы цехов. Точное определение плана, а затем и более
детального расписания производственных операций, степень
сложности, полезность и эффективность автоматизированных
планов варьируется от одного типа производственной среды
к другому.
В процессе планирования и составления расписания координация заданий осуществляется на основе рассмотрения последовательности заданий, определения временных интервалов
для каждой производственной операции на каждом станке или
оборудовании, на котором она должна проходить, и определения
размеров партии для каждого задания на обработку. Ресурсная
зависимость описывает степень, в которой мощность имеющихся ресурсов ограничивает выпуск продукции в единицу.
Существует четыре основные модели производства. Каждая
из них характеризуется своим собственным уровнем сложности
и неопределенности в части планирования.
Эти модели описывают:
– непрерывное производство;
– дискретное массовое производство;
– гибкое производство отдельными партиями;
– производство малыми партиями как единичное производство.
Непрерывное производство характеризуется обработкой
и выпуском большого количества объемной продукции (например, сахароперерабатывающие и мукомольные производства).
Процесс обычно автоматизирован с использованием датчиков
для измерения важнейших переменных процессов.
Дискретное массовое производство предназначено для
выпуска товаров широкого потребления в больших объемах.
В основном эти товары отличаются минимальной вариацией
-256-
ǔǽǻǺǷȈdzǺǮǬǹǴDZǶǺǸǻȈȊǾDZǼǹǺǯǺǸǺǹǴǾǺǼǴǹǯǬ
модели (например, мясорубки и миксеры). Для такого производства характерны минимальная гибкость, фиксированные
технологические маршруты, постоянная производственная
мощность и специализированная оснастка для специфических
изделий. Среда обычно не требует координации великого множества станков, людей и материалов.
Гибкое производство (гибкие производственные системы — ГПС) характеризуется гибким изменением ассортимен-
та, объемов выпускаемой партии, быстротой реагирования
и переналадки производства в зависимости от требований рынка
и внешней среды.
Единичное производство характеризуется малым количеством дискретных деталей с вариациями в конструкции детали,
гибкими требованиями к технологическому процессу, а размер
заказа варьируется от заказа к заказу и от изделия к изделию.
Поток заказов через цех обычно не отличается той непрерывностью, которую мы наблюдаем в первых двух вариантах производства.
В дальнейшем рассмотрим системы планирования и управления на примере непрерывного производства, а именно сахароперерабатывающего завода.
Планирование, наряду с проектированием, управлением,
диагностированием, является важной фазой производственного
цикла. В качестве исходных данных здесь выступает проект
изделия, его качество, необходимые экономические показатели,
цены на ресурсы и возможности производственного оборудования. На этой стадии осуществляется прогноз требований
покупателя, планирование самого процесса, размещение оборудования, технического обслуживания и тренинга персонала.
Интеллектуальные системы применяются для решения любой
из этих задач. Планирование основного производства представляет собой расчет производственной программы предприятия.
Эта задача сводится к нахождению такого вектора производств (загрузки оборудования, вариантов работы технологических установок), который обеспечивает экстремум
-257-
ǏǗnjǎnjǔǝǛǚǗǨǓǚǎnjǙǔǑǔǙǠǚǜǘnjǢǔǚǙǙǚǘnjǞǑǘnjǞǔǣǑǝǖǔǡǝǜǑǐǝǞǎ
выбранного критерия оптимизации и выполнение ограничений,
накладываемых условиями производства.
Существует множество математических моделей оптимального планирования, однако использование их в реальных
условиях бывает затруднено. В особенности это касается
оперативно-календарного планирования, в процессе которого
возникает необходимость оперативной корректировки с учетом
информации обратной связи о фактическом ходе производства.
При этом приходится сталкиваться с неопределенностью целей
и критерия. Кроме того, в результате воздействия возмущающих факторов, а также неполноты и неточности исходной
информации оказывается нечетко определенными основные
системные параметры (целевые функции, ограничения, коэффициенты).
В этой связи сотрудники планово-производственных служб
на практике склонны использовать свои собственные правила
решения, основанные на их опыте и знаниях. Такие эвристические правила, хотя и не гарантируют математической оптимальности, но оказываются адекватными реальным условиям
производства и реализуемыми на практике.
Совершенствование системы планирования, повышение ее
эффективности и надежности связано с переходом на новую
информационную технологию и созданием на ее основе качественно новых систем, базирующихся на знаниях.
О планировании лучше всего сказать так: это то, что происходит до производства конкретного продукта. В фазе планирования перечисляются по пунктам работы и задания, которые
должны быть выполнены в ходе производственного процесса.
Помимо этого, определяются основные требования к материалам, оборудованию и рабочей силе, а также производятся оценки стоимости и времени выполнения отдельных работ.
Эффективность и корректность планов, используемых для
управления производственными процессами, оказывает прямое
воздействие на успех промышленного предприятия. Стратегические планы, отражающие цели организации, фирмы или
-258-
ǔǽǻǺǷȈdzǺǮǬǹǴDZǶǺǸǻȈȊǾDZǼǹǺǯǺǸǺǹǴǾǺǼǴǹǯǬ
предприятия, развертываются в гамму специфических планов
и графиков.
Круг задач, входящих в область планирования производства и управления, включает в себя планирование технологических процессов, планирование операций и управление работой
цеха. Во многих случаях из-за сложной природы планирования
и задач управления, а также отсутствия точных и ясных границ
задачи трудно установить набор характеристик и границы, присущие каждой функции.
Этапы планирования производства и управления производством связаны между собой в силу взаимозависимости
данных, а также в силу того обстоятельства, что решения,
принятые на этапе планирования, часто определяют природу
и степень управления, необходимого на цеховом уровне. Данные, получаемые с рабочих мест, с нижнего уровня управления
в ходе производства, оказывают влияние на будущие планы.
Целью управления производством является реализация
заранее намеченного плана производства (или стратегии) и управление всеми аспектами производства согласно этому плану
или стратегии.
При планировании внутри промышленного предприятия создается множество планов, от долгосрочных до краткосрочных.
Долгосрочное планирование определяет стратегию предприятия, а также включает в себя планы снабжения материалами
для обеспечения работы предприятия и продажи изделий на
период от нескольких месяцев до нескольких лет. Более детальные планы разделяются вплоть до уровня выполнения каждого
заказа и каждой операции.
Долгосрочное планирование обеспечивает необходимую координацию работ, выполняемых в многофункциональном производстве. Производственные планы на различные периоды времени формируются на основе заказов потребителей, генерируемых
«внутри» и «вне» производства, и прогнозов объемов продаж.
Основными при долгосрочном планировании являются
главный (стратегический) план и текущий план. Часто они
-259-
ǏǗnjǎnjǔǝǛǚǗǨǓǚǎnjǙǔǑǔǙǠǚǜǘnjǢǔǚǙǙǚǘnjǞǑǘnjǞǔǣǑǝǖǔǡǝǜǑǐǝǞǎ
совпадают по горизонту планирования. Календарные планы
в основном представляют собой разбивку текущего годового
плана на квартальные и месячные планы с необходимой корректировкой.
Главный план представляет собой всеобъемлющую производственную программу, с которой связываются все последующие детальные планы и графики. Он гарантирует, что производственные планы являются выполненными и что оперативные
планы, рождаемые на их основе, также осуществляются. Содержание главного плана служит прямо или косвенно руководством
не только требований общей производительности, но и для расстановки окончательных производственных приоритетов. Оно
используется администрацией для определения необходимости
в приобретении нового оборудования, определения требований
на людские и финансовые ресурсы, предсказания влияния
сезонных изменений на производстве. Горизонт планирования — в основном один год.
Задачей календарного планирования является при данном
наборе производственного оборудования и технологических
ограничений и требований, выраженных в терминах количества
и качества продукта и временных ограничений, найти допустимую последовательность операций на разнообразном оборудовании (в дискретном производстве) или эффективные режимы работы технологических установок во времени с учетом
ограничений на сырье и производительность (в непрерывном
производстве), которые удовлетворяли бы поставленным целям.
Три функции обязательно должны выполняться системой
календарного планирования. Во-первых, должна непрерывно
производиться оценка процесса и работы системы для своевременного определения зон, требующих внимания. Во-вторых,
когда проблемные зоны определены, должны быть приняты
решения о том, что необходимо сделать для правильного решения проблемы. В-третьих, должно быть реализовано решение
для системы или процесса, который следует скорректировать.
Также возможна корректировка самого плана.
-260-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]