Мировой рынок cad/cam/cae-систем
По мнению ведущих мировых аналитиков, основными факторами успеха в современном промышленном производстве являются: сокращение срока выхода продукции на рынок, снижение ее себестоимости и повышение качества. К числу наиболее эффективных технологий, позволяющих выполнить эти требования, принадлежат так называемые CAD/CAM/CAE-системы (системы автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа).
CAD-системы (сomputer-aided design - компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР). Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.
В свою очередь, CAM-системы (computer-aided manufacturing - компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, токарных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.
САЕ-системы (computer-aided engineering - поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа.
Примерами CAD/CAM-систем верхнего уровня являются Pro/Engineer, Unigraphics, CATIA, EUCLID, I-DEAS (все они имеют расчетную часть CAE).
CAD-системы нижнего уровня (например, AutCAD LT, Medusa, TrueCAD, КОМПАС, БАЗИС и др.) применяются только при автоматизации чертежных работ.
Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа. Даже для такого относительно несложного изделия, как телефон, стоимость прототипа может составлять несколько тысяч долларов, создание модели двигателя обойдется в полмиллиона долларов, а полномасштабный прототип самолета будет стоить уже десятки миллионов долларов.
В зарубежной литературе понятие логистики чаще всего трактуется как процесс управления движением и хранением сырья, компонентов и готовой продукции в хозяйственном обороте с момента уплаты денег поставщикам до момента получения денег за доставку готовой продукции потребителю (принцип: уплата денег - получение денег).
Принципиальное отличие логистического подхода к управлению материальными потоками от традиционного управления состоит в следующем - при логистическом подходе управление осуществляется путем интеграции отдельных звеньев материалопроводящей цепи в единую систему, способную адекватно реагировать на возмущения внешней среды, причем интеграция охватывает все звенья: технологию, экономику, методы планирования и управления материальными и информационными потоками.
Предпосылками для интегрированного логистического подхода являются:
Новое понимание механизмов рынка и логистики как стратегического элемента в реализации и развитии конкурентных возможностей предприятия.
Реальные перспективы и тенденции по интеграции участников логистических цепочек между собой, развитию новых организационных форм – логистических сетей.
Технологические возможности в области новейших информационных технологий, открывающих принципиально новые возможности для управления всеми сферами производственно-коммерческой деятельности.
Как правило, среди ключевых сфер компетентности логистики выделяют следующие (Рис. 3):
управление запасами;
транспортировка;
логистическая информация;
логистическая инфраструктура;
складское хозяйство, грузопереработка и упаковка.
Рис.3 Ключевые сферы компетентности интегрированной логистики
Особо следует выделить логистическую информацию, которая составляет важнейший стратегический ресурс логистики. Использование IT позволяет снизить издержки логистики благодаря более эффективному управлению информационными потоками, увеличению их скорости и координации. Информационные ресурсы интегрированной логистики мы представляем в виде своеобразного «дерева», состоящего из 12 базовых элементов. (Рис. 4)
Жизненный цикл информационной системы — период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.
Совокупная стоимость владения системой и риски
Естественным критерием выбора архитектуры и инфраструктуры ИС является минимизация совокупной стоимости владения системой. По крайней мере, такой критерий является естественным для коммерческих организаций, эффективность деятельности которых определяется по затратам и доходам.
Выбираются необходимые для реализации архитектуры элементы инфраструктуры — аппаратные средства, операционная платформа, СУБД, инструментальные средства, прикладные комплексы. Для каждого элемента инфраструктуры рассматриваются варианты его реализации. Оценивается стоимость владения каждым элементом инфраструктуры архитектуры-кандидата в течение планового периода жизни системы. Оцениваются вероятности возникновения технических рисков в виде отказов элементов инфраструктуры архитектуры-кандидата.
Например, характерными элементами архитектуры являются:
центральный сервер;
центральная БД;
коммуникационный канал между центром и филиалом;
сервер филиала;
БД филиала;
рабочие станции;
ПО
Технические риски в данной архитектуре при этом относятся к одному из классов, приведенных в таблице 1.
Таблица 1. Технические риски
|
Название риска |
Описание |
|
Выход из строя сервера |
Сбой в работе аппаратного или программного обеспечения сервера. Измеряется в процентной доле времени штатного функционирования. |
|
Выход из строя рабочей станции |
Сбой в работе аппаратного или программного обеспечения рабочей станции. Измеряется в процентной доле времени штатного функционирования. |
|
Потеря или искажение данных при передаче |
Частичная потеря или искажение данных при передаче по каналам связи из-за сбоев в телекоммуникационном оборудовании, с учетом корректирующих свойств коммуникационных протоколов. Измеряется в доле потерянных либо искаженных данных. |
|
Потеря или искажение данных при хранении |
Риск вызван возможностью сбоев в файловой системе диска или физическими ошибками на накопителях, с учетом способа хранения данных в БД. Измеряется в среднем времени между отказами в часах |
Вероятности реализации каждого из технических рисков можно получить из соответствующей литературы, например, коэффициенты надежности серверов можно получить из исследований надежности соответствующих серверных платформ (см. табл. 2 и приведенные в ней ссылки на источники). Экспертные оценки тоже являются эффективным подходом определения коэффициентов надежности.
Таблица 2. Коэффициенты надежности серверных платформ
|
Платформа |
Коэффициент |
Источник |
|
OCWindows2000, процессор Intel |
99.9 |
|
|
OC Solaris, процессорUltraSparc |
99.95 |
|
|
Кластер на базе Solaris, процессор UltraSparc |
99.975 |
|
|
OpenVMS, Compaq Alpha |
99.95 |
|
|
Кластер на базе ОС OpenVMS, CompaqAlpha |
99.99 |
|
|
NonStopHimalaya |
99.9979 |
|