Параграф 19. Искусственный интеллект в технологии приборостроения.
Применение электронно-вычислительных машин в технологических работах происходило также как и в других отраслях науки и техники по мере развития технических средств от счетно-решающих машин до вычислительных сетей с применением компьютеров.
Работы по автоматизации технологического проектирования в СССР начались в пятидесятые годы под руководством А. М. Гильмана. Первая крупная работа по решению технологических задач с помощью ЭВМ вышла в 1957 году. С этого момента число работ по этой тематике стало возрастать. Если первоначально автоматизацией проектирования занимались только в ПКТИ г. Горького, то уже в 1967 году число таких организаций достигло 50, а в восьмидесятые годы не было отрасли, в которой ее НИИ, КБ и предприятия не занимались бы АСТПП (Автоматизированная система технологической подготовки).
АСТПП.
АСТПП предназначена для увеличения производительности труда инженерно-технического состава предприятия, занятых решением задач ТПП и повышения качества решения технологических задач за счет их оптимизации.
Основные целевые функции АСТПП:
- анализ и унификация предметов, средств, процессов и продуктов труда;
- оценка уровня и отработка конструкции изделий на технологичность;
- группирование изделий с целью внедрения типовых и групповых технологических процессов;
- проектирование технологических процессов;
- проектирование и изготовление средств технологического оснащения;
- проектирование и изготовление средств механизации и автоматизации вспомогательных операций и переходов;
- разработка технологических планировок и расчет производственной мощности;
- организация и управление ТПП;
- информационное обеспечение.
Внедрение АСТПП позволило сократить сроки подготовки производства в 5 - 10 раз и существенно повысить качество работ. Наибольшую эффективность дают информационно-поисковые системы.
АСТПП должна быть тесно связана с другими производственными системами. В первую очередь это связь с проектированием изделия, т.е. с процессом создания чертежа конструкции детали, сборки, электронной схемы и т.п. Таким образом, происходит объединение технологической и конструкторской подготовок производства в единую систему технической подготовки производства.
CAD/CAM системы предназначены для проектирования и подготовки производства новых изделий. Системы позволяют проектирование сложных изделий с полной параметризацией применение высококачественной поверхностной геометрии, автоматическое формирование чертежно-графической документации в полном соответствии с ЕСКД, обеспечивает исключительную производительность и качество работы инженера-проектировщика. Одновременно с этим, система позволяет подготавливать технологическую документацию в соответствии с ЕСТД, дает трехмерную модель в системе 3D, автоматически проектирует литейную и другую оснастку, обеспечивает возможность просчитать на точность полученные результаты, разработать управляющую программу для станка с ЧПУ, автоматически разместить электронные элементы на плате печатного монтажа и т.п. Дополняя такие системы можно моделировать технологический процесс на ПК. Крупнейшие мировые фирмы – производители программного обеспечения и компьютерной техники - занимаются разработкой систем CAD/CAM: Smart Solutions Ltd., Cimatron Ltd., MSC. Software Corp., Intelligent Manufacturing Software, Inc., Graphi Tech Ltd., ACA Europe, Cad Com Ltd. и многие другие.
В качестве примера рассмотрим схему взаимодействия инженеров на стадии создания документов в системе CAD/CAM.
PDM
Дальнейшее развитие систем привело к созданию системы по организации корпоративной работе, т.е. системы по совместной деятельности при организации подготовки производства.
PDM - Product Data Management - это сетевая многопользовательская система, обеспечивающая работу всех технологов в едином информационном пространстве с конструкторами и другими специалистами предприятия. Это обеспечивает:
- интеграцию системы проектирования технологических процессов с CAD/CАM системами, программами Microsoft Office и другими системами;
- возможность заимствовать ранее введенную информацию конструкторами, расцеховщиками, расчетчиками норм расхода материалов и другими специалистами.
Одной из подобных систем является система Smar Team.
Smar Теаm обеспечивает:
- ведение, хранение, быстрый поиск, просмотр и вывод на печать и в систему управления производством конструкторской документации и информации;
- проектирование технологических процессов, ведение, хранение, быстрый поиск, просмотр и вывод на печать и в систему управления производством технологической документации и информации;
- формирование плановых заданий и диспетчеризацию работ над проектами;
- создание локальных и распределенных баз данных о стандартных изделиях, материалах, оборудовании и т. д. и т. п.;
- автоматическое отслеживание этапов разработки конструкторской и технологической документации;
- автоматическое ведение версий (изменений) документов;
- ведение электронных архивов и архивов твердых копий;
- расчеты потребностей материальных, трудовых и производственных ресурсов на заказ и/или на плановый период.
CALS (Continuous Acquisition and Life-cycle Support).
Это непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта – это стратегия систематического повышения эффективности, производительности и рентабельности процессов хозяйственной деятельности корпорации за счет внедрения современных методов информационного взаимодействия участников жизненного цикла продукта.
В условиях постоянного и значительного усложнения инженерно-технических проектов, программ разработки новой продукции и роста наукоемкости изделий конкурентоспособными окажутся предприятия, достигшие совершенства в управлении бизнесом, обладающие отлаженными процессами проектирования, производства, поставки и поддержки продукта, ориентированные на функционирование в условиях быстроменяющейся экономической ситуации и способные мгновенно реагировать на возникающие новые запросы рынка.
Такая цель не может быть достигнута частными, постепенными изменениями традиционных методов работы и точечным внедрением средств автоматизации.
Предприятие должно провести кардинальное реформирование в сфере управления, опираясь на высокотехнологичные, зарекомендовавшие себя стратегии организации современного бизнеса. Такой стратегией, принятой в настоящее время в качестве международного стандарта, является САLS.
CALS - идеология, пропагандирующая коллективный стиль работы, современные методы управления информацией и создание информационной инфраструктуры. Это система поддерживающая жизненный цикл изделия и позволяет получить максимальный экономический эффект в режиме: "Время - деньги".
Рано или поздно любая организация начинает чувствовав потребность в совершенствовании организационных и технологических процессов, происходящих внутри компании, и задумываться о выборе методологии и инструментов для решения этой задачи. В мире эта область активно развивается и именуется технологиями анализа и реинжиниринга (перепроектирования) бизнес-процессов.
Сам термин "бизнес-процесс" является обобщающим по отношению к процессам разного типа: технологическим, организационно-деловым, управленческим.
Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов, как правило, включает в себя следующие этапы:
- определение потребностей бизнеса (задачи стоящие перед предприятием, оптимизация внутренних процессов, образование системы информационного обеспечения);
- анализ действующих процессов (анализ существующих процессов, определение "узких" мест, рассмотрение вариантов улучшения процессов);
- определение необходимых реформ (оптимизация бизнес-процессов, автоматизация бизнес-процессов);
- планирование проведения реформ (сокращение времени, повышение качества работы);
- реализация намеченных планов ( внедрение, разработка и документов и инструкций).
Пример: аутсорсинг - однобизнесовый процесс.
В соответствии с требованиями стандартов CALS информационная поддержка процессов эксплуатации должна обеспечиваться путем создания и использования интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР).
Использование ИЭТР с его свойствами моментально находить необходимую информацию об изделии, своевременно обновлять данные и предоставлять дополнительные возможности по заказу запасных частей значительно упрощает пользователям работу с промышленным изделием. Вот почему требование предоставить ИЭТР в качестве сопроводительной документации все чаще указывается в контрактах на поставку промышленных изделий. Производителю использование ИЭТР взамен бумажных руководств позволяет получить ощутимое сокращение стоимости и времени разработки сопроводительной документации, а также с минимальными затратами проводить последующие обновление и коррекцию технических руководств.
ИЭТР представляет собой комплекс баз данных, предоставляемый заказчику в электронной форме на мобильном носителе (компакт-диске) либо доступный через Интернет, работа с которыми осуществляется с помощью стандартного комплекса программных средств - электронной системы отображения (ЭСО). Базы данных содержат техническое описание изделия и его узлов; технологию эксплуатации, обслуживания и ремонта; сведения о диагностике неисправностей; спецификацию изделия. ИТЭР может содержать информацию в текстовой, графической и мультимедийной форме. Кроме того, ИТЭР может включать в себя средства доступа к другим источникам информации, например хранилищам данных производителя через компьютерные сети. ЭСО, в свою очередь, обеспечивает унифицированный для всех ИТЭР способ взаимодействия спользователем и технику представления информации.
Способ структуризации информации, свойства ИЭТР и способ интерактивного взаимодействия с пользователями подробно регламентированы стандартами CALS.
Виртуальное предприятие.
В наиболее продвинутых вариантах реализации стратегии CALS может быть полностью осуществлена концепция виртуального предприятия, включающая в себя всех работников и все организации, вовлеченные в выполнение процессов в ходе жизненного цикла продукта.
Отставание с внедрением CALS - технологий сделает для предприятий невозможным участие в международной кооперации, негативно отразится на конкурентоспособности и привлекательности производимой продукции и послужит причиной потери определенных сегментов рынка экспортируемой продукции.