ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
ПРИМЕНЕНИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИИ.
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ CALS
Лекция 1
П л а н л е к ц и и
1.1. Информационные технологии.
1.2. Этапы жизненного цикла ЭС и системы их автоматизации.
1.3. Понятие CALS-технологий.
1.3.1. История внедрения CALS-технологий.
1.3.2. Цели и задачи CALS-технологий
Л и т е р а т у р а: [1–9].
1.1. Информационные технологии
Повышение эффективности производства в выпуске качественной продукции, в настоящее время, невозможно без компьютеризации инженерных задач, т. е. без внедрения информационных технологий (ИТ).
Термин «информационная технология» может трактоваться по-разному. Приведем несколько часто используемых определений.
Информационная технология есть система научных и инженерных знаний, а также методов и средств, которая используется для создания, сбора, передачи, хранения и обработки информации в соответствующей предметной области [2].
Информационная технология или технология обработки информации есть совокупность методов, процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости, повышения оперативности и надежности при использовании информационных ресурсов [3].
Информационная технология – это методы, системы и средства, используемые для хранения, обработки, восприятия и передачи информации во всех ее возможных формах, применения информации во всех аспектах нашей жизни, включая промышленность, науку, офисы, быт и т. д. [1].
Как видно из определений, в рассматриваемый термин вкладывают чрезвычайно емкий смысл. Как синонимы термина «информационные технологии» используются – компьютерные технологии, автоматизированные технологии, автоматизированные информационные технологии и др.
К основным характеристикам ИТ относятся следующие [1]:
предметом процесса обработки является подготовленная информация, необходимая для достижения определенных целей;
цель процесса – получение новой информации в структурированной форме;
средствами осуществления процесса являются аппаратные, программные и программно-аппаратные комплексы;
процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с конкретной предметной областью;
выбор управляющих воздействий на процесс осуществляются лицами, принимающими решения;
критерий оптимизации процесса включает своевременность доставки информации (пользователю), ее надежность, достоверность, доступность и полноту.
При проектировании электронных средств (ЭС) использование ИТ обеспечивает пользователям следующие возможности [1, 4].
1. Комплексность решения общей задачи проектирования на всех ее этапах от технического замысла до создания интерактивных электронных руководств на готовую продукцию.
2. Интерактивный режим проектирования, при котором реализуется непрерывный процесс диалога "человек-машина". Это позволяет в полной мере использовать творческие возможности проектировщика, быстродействие и память компьютерной техники.
3. Широкое использование возможностей имитационного моделирования работы ЭС в различных состояниях функционирования и под действием разных возмущений.
4. Замкнутость процесса проектирования, т. е. автоматизированное с использованием диалогового режима выполнение всех операций от этапа технического замысла до технического решения и документации для изготовления ЭС и управления технологическими процессами.
7. Принятие обоснованного решения на каждом этапе проектирования для выбора наилучшего варианта из множества альтернативных.
Этапы жизненного цикла эс и системы их автоматизации
Развитие ИТ обеспечило, в настоящее время, применение систем автоматизации на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ЭС (рис. 1.1) [5, 6]. Под жизненным циклом любого изделия понимается совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.
Основными задачами этапа маркетинговых исследований является получение информации о наличии потребности в данном продукте производства, потенциальных рынках сбыта, окупаемости вложений и т. д. Эти функции решаются с помощью системы CRM – Customer Relationship Management (управление взаимоотношениями с клиентами).
Система CRM используется и на этапе эксплуатации.
Рис. 1.1. Взаимосвязь этапов ЖЦ и типов автоматизированных систем
При проектировании выполняются следующие проектные процедуры – формирование системо- и схемотехнических решений, расчеты, моделирование процессов, оптимизация, разработка геометрических моделей, конструкторской документации (КД) и т. п. На этом этапе используются функциональные системы автоматизированного проектирования (САПР), а именно, системы расчетов и инженерного анализа CAE – Computer Aided Engineering (конструирование с помощью компьютера [7]). Системы проектирования конструктива называют системами CAD – Computer Aided Design (проектирование с помощью компьютера).
Для разработки электронных устройств применяют системы EDA – Electronic Design Automation (автоматизация проектирования электроники). Термин EDA зачастую используется также для обозначения систем автоматизированного конструирования и производства в области электроники – наряду с термином ECAD Electronic Computer-Aided Design, (проектирование электроники с помощью компьютера) [7].
При подготовке производства разрабатываются: маршрутная и операционная технологии изготовления деталей, реализуемые в программах для станков ЧПУ; технология сборки и монтажа изделий; технология контроля и испытаний, технологическая оснастка. Для автоматизации указанных процедур применяются системы CAM – ComputerAided Manufacturing (производство с помощью компьютера) и САРР – Computer-Aided Process Planning (планирование процессов с помощью компьютера).
На этапе производства осуществляются: календарное и оперативное планирование; приобретение материалов и комплектующих с их входным контролем; изготовление деталей и контроль результатов изготовления; сборка ЭС; испытания и итоговый контроль. Для этого используются системы: MRP – Material Requirement Planning (планирование потребности в материалах), ERP – Enterprise Resource Planning (планирование ресурсов предприятия) и др.
При реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями с помощью системы CRM – Customer Relationship Management (управление взаимоотношениями с клиентами).
Функции обучения персонала для монтажа у потребителя, эксплуатации, обслуживания, ремонта и утилизации ЭС выполняют интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР), подготовленные в системах IETM – Interactive Electronic Technical Manuals. С их помощью выполняются диагностические операции, поиск отказавших компонентов, заказ дополнительных запасных деталей и некоторые другие операции на этапе эксплуатации систем.
Широкое использование автоматизированных систем на каждом из этапов ЖЦ позволяет отказаться, в большинстве случаев, от «бумажных» технологий (рис. 1.2)
Рис. 1.2. Взаимодействие в среде «бумажных» технологий
Применение традиционных «бумажных» технологий обладает рядом недостатков – наличие «физически» больших архивов, длительный и затрудненный поиск информации, возможные потери информации при перекодировке.
Переход на безбумажные технологии дает существенные преимущества при модификации любых данных об изделии.