Pracovní program oboru „Výpočetní technologie ve strojírenství. Význam využití informačních technologií ve strojírenství

Informační systém (IS) je soubor organizačních, technických, softwarových a informačních nástrojů spojených do jediný systém za účelem shromažďování, uchovávání, zpracování a vydávání nezbytných informací určených k plnění manažerských funkcí.

Všechno IP lze klasifikovat:

Každý IS se skládá ze 3 hlavních komponent:

- funkční, - systémy zpracování dat, - organizační.

Systém zpracování dat (DOS) Je určen pro informační servis specialistů různých řídících orgánů podniků, kteří činí manažerská rozhodnutí.

Hlavní funkce SOD– realizace typických operací zpracování dat.

Operace zpracování dat:

Sběr, registrace a přenos informací na strojová média.

Přenos informací do míst jejich uložení a zpracování.

Zadávání informací do počítače, řízení vstupu a jeho rozložení v paměti počítače.

Tvorba a údržba vnitrostrojové informační základny.

Zpracování informací na počítači (vyplňování, třídění, opravování, vzorkování, aritmetické a logické zpracování) k řešení funkčních problémů systému (subsystému), správa objektů.

Výstup informací ve formě videogramů, signály pro přímé řízení technických procesů, informace pro komunikaci s jinými systémy.

Organizace, řízení (administrace) výpočetního procesu (plánování, účetnictví, kontrola, analýza, implementace kalkulačního kódu) v lokálních a globálních počítačových sítích.

DRN může pracovat ve třech základní režimy:

Dávka.

interaktivní.

V reálném čase.

DRN vč. zahrnuje informační, softwarovou, technickou, právní a jazykovou podporu.

Informační podpora- jedná se o soubor metod a prostředků pro umísťování a organizování informací, včetně klasifikačních a kódovacích systémů, jednotných dokumentačních systémů, zefektivnění workflow a formulářů dokumentů, metod pro vytváření informační základny vnitrostrojových IS.

Software- soubor softwarových nástrojů pro tvorbu a provoz SOD pomocí výpočetní techniky. Software zahrnuje základní a aplikační softwarové produkty.

Technická podpora je komplex technických prostředků sloužících k fungování systému zpracování dat a zahrnuje zařízení, která realizují typické operace zpracování dat jak mimo počítač (periferní technické prostředky pro sběr, evidenci - skener, zařízení pro přenos dat ...), a na počítačích různých tříd.

Právní podpora je soubor právních norem upravujících tvorbu a provoz IS. Právní podpora zahrnuje normativní akty smluvních vztahů mezi zákazníkem a vývojářem IP, právní úpravu odchylek.

Právní podpora fungování SOD zahrnuje:

Podmínky udělení právní moci dokumentům získaným s využitím výpočetní techniky.

Práva, povinnosti a odpovědnosti zaměstnanců, včetně včasnosti a přesnosti zpracování informací.

Pravidla pro používání informací a postup při řešení sporů o jejich spolehlivost

Jazyková podpora je soubor nástrojů pro zpracování jazykových dat používaných v různých fázích tvorby a provozu SOD pro zvýšení efektivity vývoje a zajištění komunikace mezi lidmi a počítači (překladače, programovací jazyk...).

Diagram vlevo je dokonalý.

Na první úrovni jsou formulovány některé požadavky na součást, požadavky na její vlastnosti, na finanční náklady. Můžeme říci, že na této úrovni vzniká objekt, který má řadu vlastností. Tyto vlastnosti musí být poskytnuty tak či onak a tento úkol je přiřazen interpretovi.

Další úroveň je designová a technologická. Zde se objekt konečně formuje, rozvíjí se z pohledu konstruktéra a technologa. Designér rozvíjí objekt, technolog přemýšlí, jak bude tento objekt ztělesněn ve skutečnosti.

Výrobní úroveň je skutečným ztělesněním objektu, přípravou zařízení pro jeho výrobu – zde je hmotně ztělesněna myšlenka objektu.

Poslední úrovní je vystavení objednávky.

Od druhé a třetí úrovně se základ designových a technologických řešení doplňuje, odtud jsou již převzaty řešení na klíč, jednou vypracované a otestované, nebo jsou některá řešení odmítnuta jako zjevně neproveditelná, nerentabilní.

Ale to, jak již bylo řečeno, je ideální schéma.

Ve skutečnosti je v tomto obvodu možné vícenásobné zpětné vazby, znázorněné na obrázku vpravo modrými šipkami.

Nejjednodušším příkladem jsou nedostatečně definované požadavky na první úrovni. Musíte se vrátit k zákazníkům (ať už jsou to zákazníci zvenčí nebo designové oddělení) a požádat je, aby produkt znovu vylepšili.

A ideální schéma nabývá této podoby – spousta zpětné vazby, od výroby po designéry a další. Příliš mnoho času zabere finalizace hotového výrobku.

Výše uvedený příklad je poměrně jednoduchý a lze se mu snadno vyhnout tím, že budete jednoduše vyžadovat co nejvíce informací o produktu. Ale taková možnost je také možná, na příkladu forem. Předpokládejme, že geometrické parametry vtokových kanálů, kterými se tavenina nalévá do formy, jsou určeny nesprávně - velikost kanálu se ukázala jako příliš velká. A budete muset předělat celou form-building. Nebo se hotový výrobek přilepí na tlačníky a neuvolní se.

V tomto případě musíte předělat celou formu a tyto náklady nejsou pouze materiálové, ale i dočasné.

Jak se lidé dostanou z této situace ve světě?

Siemens (Německo), který je jednou z nejstarších průmyslových společností na světě, věří, že existují dva rozhodující faktory, které mohou výrazně zkrátit čas v téměř každém technologickém řetězci a takovým situacím se vyhnout. Tento:

1. Využití technologie CAE-CAD-CAM.

2. Použití technologické základny data při práci na projektech.

(Například v případě formy je využití technologických databází databází firem, které se zabývají výrobou forem a vývojem nových standardů pro jejich výrobu).

Je třeba poznamenat, že optimálního účinku se dosáhne, když se oba faktory použijí společně.

Technologie CAE-CAD-CAM je navržena tak, aby urychlila a zjednodušila výrobní proces.

Tato technologie není zaměřena na vyloučení člověka z výrobního procesu - umožňuje pouze výrazně snížit počet lidí zaměstnaných ve výrobě, tedy umožnit méně lidem řídit složitý cyklus vývoje a výroby dílu, vyhnout se chybám, vzít v úvahu mnoho faktorů, které nebyly dříve brány v úvahu kvůli složitosti výpočtů.

Jedním z nástrojů, který může výrazně zkrátit dobu navrhování, je CAD, systémy pro automatizaci navrhování.

Ve strojírenství je CAD nástroj pro reprezentaci výrobního objektu, vytvoření jeho modelu. Výrobní objekt lze znázornit různými způsoby - od dvourozměrného výkresu podle pravidel ESKD až po matematický vzorec. Moduly (o kterých bude řeč níže) hrají pouze podpůrnou roli.

Obecně platí, že jakýkoli předmět ve strojírenství vyžaduje prezentaci - jeden člověk musí druhému vysvětlit, co přesně má na mysli. K tomu byl vyvinut systém ESKD - aby nedocházelo k nesrovnalostem ve způsobech reprezentace výrobního objektu.

Tak vznikl pojem „objektový model“ – objektový model je jakýkoli jiný objekt, jehož všechny nebo některé vlastnosti se zcela nebo částečně shodují s vlastnostmi původního. To znamená, že vytvoříme nějaký druh produkčního objektu se všemi danými vlastnostmi, které nás zajímají.

Model je vytvořen za účelem výzkumu, který je buď nemožný, nebo drahý, nebo jednoduše nepohodlný na skutečném objektu. Existuje několik účelů, pro které je model vytvořen:

– Model jako prostředek porozumění pomáhá identifikovat vzájemné závislosti proměnných, povahu jejich změny v čase, najít existující vzorce. Při sestavování modelu je struktura výrobního objektu studována, klasifikována a stává se nejsrozumitelnější.

– Model jako prediktivní nástroj vám umožňuje naučit se předvídat chování produkčního objektu a řídit jej testováním různých možností chování modelu. Experimenty se skutečným objektem jsou spolehlivější, ale zaberou více času a vyžadují mnohem vyšší náklady a někdy jsou takové experimenty prostě nemožné (pokud se produkční objekt teprve navrhuje).

– K vyhledání lze použít sestrojené modely optimální parametry, studie speciálních režimů a parametrů výrobního objektu.

– Model může také v některých případech nahradit původní objekt během tréninku.

S pomocí CAD je možné rychle vytvořit model téměř jakéhokoli výrobního zařízení.

Jak již bylo zmíněno, existuje mnoho různých CAD systémů, které jsou si navzájem podobné a velmi odlišné.

V podstatě existuje taková klasifikace CAD balíčků.

1.Těžký CAD. Poskytují úplný návrhový cyklus, kompletní vazbu celé konstrukce. Celý cyklus je soubor všeho, co je potřeba – od vývoje vzhled objektu (co cizinci nazývají módním slovem „design“), k přípravě dokumentace a vývoji řídicích programů.

2.Střední CAD. Neposkytují úplný cyklus, obvykle mají poruchy v řetězci návrhu, neposkytují celý cyklus. Ale v rámci svého úkolu tyto CAD systémy zvládají velmi úspěšně. Střední CAD byl vyvinut buď firmami, které neměly dostatečnou kvalifikaci pro tvorbu těžkého CAD, nebo si takový úkol nestanovily. Středně velké CAD systémy mají v zásadě nezbytně koncepci „sestavy-dílu“ a řadu modulů, které pomáhají v procesu návrhu a výroby.

3. Světlo, neboli tzv. „specializované“ CAD systémy, které řeší pouze úzké konstrukční problémy – například pouze návrh vaček nebo forem. Někdy se takovým CAD systémům říká „exotické“, protože řeší samostatný úzký úkol pro konkrétní malou výrobu.

Pojďme se na všechny tři typy podívat blíže.

Těžké CAD systémy nabízejí kompletní konstrukční cyklus – vše, co může designér potřebovat. Například při návrhu letadla se do těžkého CADu investují moduly pro aerodynamické výpočty, výpočty odolnosti materiálů, výroba forem pro odlévání trupu. přístrojová deska, CNC moduly - vše, co může být potřeba při kalkulaci a přípravě na výrobu konstrukce. Něco podobného zatím zejména v Rusku kvůli nedostatečné kvalifikaci programátorů nevzniklo.

Závod má obvykle jeden těžký CAD balíček se sadou nezbytných modulů, buď vytvořených samostatně, nebo zakoupených od třetí strany, který řeší všechny konstrukční úlohy. Takovými CAD systémy jsou Unigraphi s, CATIA, Pro/Engineer.

Střední CAD systémy neposkytují tak kompletní návrh, i když se tomu velmi snaží přiblížit, jako Solid Works a AutoDesk Inventor. Nedá se říci, že by v tom nedosáhli nějakého úspěchu, ale přesto stále zaostávají za těžkými CAD systémy. Střednímu CADu nelze věřit s celým výrobním cyklem, protože jej jednoduše neposkytnou na míru. Z ruských výrobců středního CAD jsou nejznámější firmy Ascon, CAD Compass a Top Systems, která vyvíjí CAD Tflex (na příkladu produktů této společnosti lze vysledovat nejznámější chyby tvůrců takový software).

Specializované CAD systémy plést pouze jednu věc a většinou nepotřebují pečlivě propracovávat detaily. Abych byl upřímný, s takovým úkolem si poradí i modul pro těžký nebo i střední CAD - například speciální program pro výpočet řezání materiálu nebo speciální program pro konstrukci forem. Takové CAD systémy dokážou za určitých podmínek plně uspokojit některé individuální potřeby výroby – například technologie odlévání nebo příprava řídicích programů pro CNC stroje. Příkladem jsou produkty Delcam, které nedokážou v žádném případě zajistit kompletní návrhový cyklus (Power Shape, přestože má vynikající nástroje pro povrchovou konstrukci, nelze použít jako plnohodnotný CAD pro modelování, jelikož postrádá parametrizaci a mnoho velmi důležitých konstrukčních prvků ), ale poskytuje vynikající nástroje pro tvorbu partprogramů pro CNC frézky. Z ruských variant specializovaného CAD lze rozlišit GEMMA a ADEM.

Všechny CAD systémy jsou nějakým způsobem založeny na reprezentaci výrobních objektů, tzn. definice předmětu výroby. Definice předmětu výroby (dílu nebo jakékoli konstrukce) znamená jasnou a jednoznačnou interpretaci všech jeho parametrů - geometrických, fyzikálních, chemických a dalších.

Podívejme se podrobněji na dosud používané metody k určení předmětu výroby.

To může být:

1. Dvourozměrná kresba.

2. Trojrozměrný model.

3.Matematický model objektu.

4. Hotový díl.

Dvourozměrné výkresy jsou stejné ruční výkresy, pouze v elektronické podobě. Rychlost kreslení se příliš nezvýšila, v průměru jeden a půlkrát, ale samotný proces kreslení se stal mnohem pohodlnějším. Příkladem takových výkresů je AutoCAD, který je zaměřen speciálně na dvourozměrné kreslení (analog AutoCADu, Mechanical Desktop, nicméně z větší části používá 3D modely). 2D kreslení obohacené o nové nástroje - vytváření zkosení, zaoblení a dalších atributů výkresu a výrazně zjednodušené oproti ručnímu návrhu.

3D modely dnes používá většina CAD systémů, ale Unigraphics byl jedním z prvních, kdo to udělal. Výhodou trojrozměrných modelů je především jednoduchost jejich tvorby a jednoznačnost výkladu. Pokud jsou při přípravě dvourozměrného výkresu stále možné chyby, které mohou vést k prostorovému zkreslení povrchu, pak jsou u trojrozměrného návrhu taková zkreslení vyloučena (s správná práce CAD jádra). Je rychlejší vytvářet trojrozměrné modely a je výhodnější z nich získávat dvourozměrné výkresy, než tyto výkresy kreslit ve dvourozměrné projekci.

Matematickým modelem předmětu jsou především výpočty, které nějakým způsobem určují předmět výroby. Vezměme si příklad - člověk vytvoří model součásti, o které do té doby nic neslyšel. Navíc je tato část unikátní svou třídou, která ještě nebyla vytvořena. V tomto případě musíte nejprve provést řadu experimentů s podobnými detaily, abyste identifikovali obecné vzorce a alespoň nějak popsali vytvářený objekt.

Ale takové unikátní předměty jsou ve strojírenské praxi poměrně vzácné. K popisu této části s největší pravděpodobností můžete použít univerzální zákony fyziky, chemie, mechaniky - a modely podobných částí lze nalézt v referenční literatuře.

Tato forma je využívána především těžkými CAD systémy, stejně jako specializované programy, určené pro některé specifické akce, například programy určené pro matematické modelování.

Je možné i znázornit model - tedy podle již hotového dílu. Například je potřeba vyrobit formu pro již známý díl, který již máme, a nemusíme k němu připravovat pracovní dokumentaci. Hotový dílec se změří na měřicím stroji, tato data se přenesou do CAD, který sám sestaví díl v elektronické podobě – například jako moře bodů.

Podívejme se na výše uvedená schémata. Hlavními problémy jsou nedostatek informací o výrobním slibu a/nebo jeho dezinterpretace, stejně jako velká doba strávená zpracováním těchto informací. To znamená, že existují informace, ale nevědí, jak je správně přenést z jedné úrovně do druhé.

Jaký druh znázornění dílu (nebo návrhu) je pro nás nejvhodnější? Navrhneme řadu požadavků, které pro nás budou mimořádně potřebné.

Tak.

Potřebujeme, aby se díl (nebo návrh) dal snadno vyvinout - tedy vytvořit, provést nějaké výpočty, upravit podle nich hotový díl (nebo návrh).

Musíme zcela eliminovat možnost dvojí interpretace dílu (nebo návrhu). Aby každý člověk naprosto správně pochopil každý řádek, každou velikost.

Musíme zajistit, aby díl (nebo návrh) byl srozumitelný všem – nebo jej alespoň můžeme převést do formátu srozumitelného v konkrétní fázi výroby. Jednoduše řečeno, potřebujeme sdílet informace s minimální ztráty a minimálním zkreslením.

Dalších požadavků je bezesporu celá řada, ale všechny výše uvedené jsou hlavní, zbytek požadavků bude vedlejší.

Zvažte z těchto tří pozic všechny výše uvedené metody pro určení detailů.

2D výkresy jsou příliš složité a jejich vytvoření trvá příliš dlouho, zvláště pokud má součást složitý prostorový tvar. S určitými dovednostmi bude zkreslení informací o výrobním objektu (dílu nebo konstrukci) minimální, ale takové dovednosti vyžadují dlouhý vývoj a ne každý začínající inženýr je má v patřičné míře.

3D model je mnohem jednodušší vytvořit než 2D výkres. To je způsobeno skutečností, že jakýkoli detail je primárně prezentován ve třech rozměrech, a to i v počátečních fázích návrhu. Z hlediska geometrických charakteristik je ideální trojrozměrný model. Nelze s ním ale provádět výpočty, určovat jeho další, negeometrické parametry. Trojrozměrný model určuje pouze prostorovou geometrii objektu a to nám v některých případech nestačí.

Pro výpočty je ideální matematický model, který určuje nejen prostorovou geometrii, ale i fyzikálně-chemické parametry modelu, ale ne všechny CAD systémy jej umí vytvořit a správně s ním pracovat.

Hotový model objekt - není vždy k dispozici.

Trojrozměrné modely jsou nyní nejpoužívanější - jako nejjednodušší a nejfunkčnější, s vyloučením možnosti dvojího výkladu a pohodlné při konstrukci. Je totiž mnohem pohodlnější znázornit většinu detailů v trojrozměrné konstrukci než ve formě matematických závislostí. Ale matematické modelování se ve světě šíří stále více, mnoho CAD systémů již umí pracovat s matematickými modely.

Pojďme se blíže podívat na 3D detaily.

Podařilo se mi identifikovat tři hlavní metody pro získání trojrozměrného modelu tělesa, který se používá téměř všude.

1. Většinu detailů strojírenství lze znázornit jako soubor jednoduchých geometrických těles - rovnoběžnostěn, koule, toroid a další. To znamená, že se nakreslí jednoduchý náčrt - obrys, provádějí se s ním operace - vytlačování nebo rotace a získá se pevné těleso. Z těchto obrazců metody logických operací - logické sčítání, logické odčítání, logický průnik - získávají požadovaný obrazec. Nejpohodlnější konstrukční nástroje pro jednoduché geometrické tvary představuje Solid Works.

Automatizace výroby a logistiky.

Strojírenství je jedním z těch odvětví, kde jsou automatizační projekty ve většině podniků v plném proudu. Automatizace je dnes předmětem plánování, účtování materiálových a komoditních hodnot, přímého řízení výroby a mnoha dalších interních obchodních procesů, které jsou typické pro strojírenské podniky.

V tuto chvíli je jasné, že automatizaci nepotřebuje jen marketing nebo firemní vedení. Využití automatizace pro plánování provozu zařízení a vozového parku, skladů a výrobních hal tvoří základ výrobní logistiky.

Využití informačních technologií a automatizace výrobních procesů, které jsou v tomto odvětví oproti jiným tak vysoké, je dáno především vysokou konkurencí. Zdokonalování a automatizace metod a metod výroby je zárukou úspěchu podniku.

IT projekty pro automatizaci strojírenství jsou zaměřeny mimo jiné na získávání provozních a aktuálních informací, protože bez nich nelze učinit žádné efektivní a včasné rozhodnutí, což je, jak víte, rozhodující faktor v logistice. Využití informačních technologií při automatizaci této oblasti výroby také pomáhá snižovat náklady na výrobu v kombinaci se zvyšováním kvality výrobků, což v konečném důsledku vede k optimalizaci výroby, což je konečným cílem zavádění informací. technologie do strojírenství a logistiky.

Efektivní logistický koncept, možný pouze v podnicích, kde je věnována pozornost automatizaci prodejních procesů, může výrazně snížit materiálové a časové náklady ve fázi prodeje produktů, zvýšit pravděpodobnost prodeje s vysokým ziskem a zajistit ekonomickou udržitelnost společnosti. i v krizovém a pokrizovém období.

Také pro nejlepší podporu Podporu všech plánovacích strategií ve strojírenství využívá automatizace řízení výroby (SAP). Řešení SAP umožňuje společnostem řídit všechny fáze provozních činností v rámci jediného integrovaného systému.

Automatizace řízení výroby má následující výhody: flexibilní struktura, podpora rozhodování v reálném čase, souběžné procesy, celopodnikové integrované řešení, rychlá implementace, otevřený systém a mnohem víc.

Využití IT v konstrukci a výrobě.

Nicméně automatizace a IT technologie jsou neméně nezbytné ve fázi návrhu a výroby než ve fázi prodeje hotových výrobků. Příležitosti, které nabízí využití informačních technologií v inženýrském designu, jsou prostě grandiózní. Vývoj a optimalizace specializovaného softwaru, který vám umožní „vidět“ jakýkoli detail, celek ve 3D formátu, a to nejen na obrázku, ale i v akci, otevírá designérům jednoduše nepochopitelné obzory. To, co dříve trvalo roky usilovné práce a výpočtů, je dnes dostupné během několika minut.

Využití automatizačních procesů ve výrobě není o nic méně efektivní, protože kontrola nad výrobou a montáží různých komponent zajišťuje výrobu produktů vyšší kvality a také výrazné snížení množství ruční práce v podniku. Otázka snižování podílu manuální práce v moderních podnicích je v poslední době mimořádně akutní.

Rostoucí poptávka po chytrých autech.

Snahou výrobců je co nejvíce snížit množství ruční práce používané v podniku, což se často stává faktorem, který přispívá ke vzrůstající oblibě tzv. „chytrých“ strojů.

Strojírenská technologie tradičně využívá nejprogresivnějších výdobytků vědy. Využití „chytrých“ strojů ve strojírenství proto není novým fenoménem. Již v sovětských dobách se v tomto odvětví používaly stroje vybavené programovým numerickým řízením, různí roboti, mnoho úseků a dílen bylo plně nebo alespoň částečně automatizováno. Dnes je ve strojírenství otázka využití „chytrých“ strojů ve výrobě, tedy „inteligentních“ strojů, ještě palčivější. Vývoj takových "chytrých" strojů řízených modern počítačová technologie pro strojírenství je nyní v plném proudu. Použití takových strojů výrazně zvýší produktivitu a zároveň sníží náklady spojené s tzv. „lidským“ faktorem.

Perspektivy rozvoje IT infrastruktury v tomto odvětví.

Rozvoj IT infrastruktury ve strojírenství bude zaměřen především na zvýšení intelektuálního kapitálu podniku. Využití automatizace umožní v budoucnu dát pořádek činnostem všech specialistů podniku, zjednoduší vztahy mezi spotřebiteli a výrobci a stane se účinným základem pro vybudování efektivního systému kontroly kvality výrobků.

Nejoblíbenější IT řešení a zařízení používaná ve strojírenském průmyslu

• Server HP DL360 Gen10 dokáže zlepšit kvalitu podnikového zpracování, urychlit proces získání hotového výsledku a také zpracovat přijatelné množství informací. Z řady ProLiant vyčnívá nízkou spotřebou energie. Je také vybaven novými vysoce výkonnými procesory. od společnosti Intel Xeon Scalable, které mají až 28 jader.
• Server Lenovo ThinkSystem SR850 vyčnívá z řady podobných modelů z hlediska užitečné funkce a kvalitní hardware. Pohodlné umístění desek na serveru vám umožňuje poskytovat energeticky efektivní a nákladově efektivní řešení se čtyřmi sloty s velkou sadou funkcí ve formátu 2U a vynikajícím vybavením, jako je výkonná škálovatelnost procesory Intel Xeon Gold a Platinum a 16 pevné disky poskytnout daný server výjimečný výkon a výkon.
• Server DELL PowerEdge T640 tower, navržený na bázi nové generace procesoru Intel Xeon Scalable, snadno zvýší produktivitu vaší kanceláře. Vhodné pro rychlé a efektivní zpracování data díky své husté struktuře vám tento server umožňuje spouštět kritické aplikace rychle a efektivně.

PŘEDNÁŠKY Z DISCIPLÍNY "POČÍTAČOVÉ TECHNOLOGIE VE STROJÍRENSTVÍ" SEKCE "Informační technologie" 2. semestr Úvod 1. Pojem technologií CALS. Sjednocený informační prostor 2. Virtuální podnik 3. Normativní základ 3. 1. Norma ISO 10303 STEP 3. 2. Metodika funkčního modelování IDEF 4. Interaktivní elektronické technické příručky 5. Otázky bezpečnosti informací 6. Implementace technologií CALS na průmyslové podniky

ÚVOD V současné době jsou široce používány globální informační technologie nazývané technologie CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) při bezpapírové elektronické výměně dat. Koncepce CALS navíc definuje soubor pravidel, předpisů a norem, v souladu s nimiž elektronická interakceúčastníci procesů navrhování, výroby, testování atd. spíše na základě informací než teritoriálního prostoru, tj. vznikají virtuální podniky a designové kanceláře.

Jednou ze základních částí ideologie CALS je technologie pro ukládání a správu produktových dat Technologie PDM (Product Data Management), která umožňuje řešit výše uvedené problémy pomocí standardizovaného integrovaného popisu produktu, který je naopak založen na normu ISO 10303 STEP (Standard pro výměnu dat modelu produktu) /GOST R ISO 10303 1 99/. Standard STEP upravuje logickou strukturu databáze, nomenklaturu informační objekty uložené v databázi (pro různé obory: konstrukce letadel, strojírenství, konstrukce automobilů atd.), jejich vztah a atributy, které v tento standard nazývané „integrované zdroje“.

Druhým základním metodologickým aspektem ideologie CALS po technologii PDM je standardizovaná metodika funkčního modelování IDEF/0 (Integrated Definition for Process Modeling) /regulovaná americkým federálním doporučením FIPS 183/, která se používá pro funkční modelování (analýzu a restrukturalizaci) procesů řízení (obchodních procesů). Metodika umožňuje identifikaci hlavních bodů řídicího procesu, popis formování vstupních prvků každého procesního bodu pod jeho vlivem na výstupní prvky, popis prvků řízení procesu (např.: harmonogram, algoritmus , jízdní řády, pracovní instrukce, standard atd.), a také jaké mechanismy nebo zdroje se používají k implementaci této procesní položky.

Potřeba přechodu na bezpapírové technologie pro podporu procesů provozu a údržby se dnes stává zřejmou. třetina kritické komponenty CALS má poskytovat personálu provozní a opravárenskou dokumentaci zpracovanou v elektronické podobě. Interaktivní elektronické technické manuály (IETM) jsou softwarový balík obsahující vzájemně propojená technická data nezbytná pro provoz, údržbu a opravy produktu. Interaktivní elektronické technické příručky (IETM) poskytují online referenční a popisné informace o provozních a údržbových postupech souvisejících s konkrétním produktem přímo během jejich implementace.

Cílem CALS je urychlit dobu uvádění nových produktů na trh, snížit náklady na vývoj, konstrukci a výrobu, snížit „náklady na vlastnictví“ (tj. celkové náklady na udržování v provozuschopném stavu) a zlepšit kvalitu ve všech fázích. životního cyklu. Zavedení technologií CALS umožňuje v hlavních fázích životního cyklu produktu získat významné technické a ekonomické efekty, které umožňují zvýšit konkurenceschopnost vytvářených produktů (obr. B 1.)

Hovoříme tedy o úplné, centralizované a trvalé automatizované kontrole nad celým souborem dat popisujících jak samotný produkt, tak procesy jeho návrhu, výroby, provozu a likvidace.

TÉMA 1. KONCEPCE CALS-TECHNOLOGIE. Společný informační prostor Hlavní obsah konceptu technologií CALS, který jej zásadně odlišuje od ostatních, tvoří invariantní koncepty, které jsou implementovány (zcela nebo zčásti) během životního cyklu produktu (LC).

Tyto invariantní koncepty jsou podmíněně rozděleny do tří skupin (obr. 1. 1): 1. základní principy CALS; 2. základní manažerské technologie; 3. základní technologie správy dat.

Do první skupiny patří: systémová informační podpora LCI založená na použití integrovaného informační prostředí(IIS) nebo jednotný informační prostor (SIS), který zajišťuje minimalizaci nákladů během životního cyklu; informační integrace díky standardizaci informačního popisu řídicích objektů; oddělení programů a dat na základě standardizace datových struktur a rozhraní pro přístup k nim, zaměření na hotový komerční software technická řešení(Commercial Of The Shelf COTS), odpovídající požadavkům norem; bezpapírová prezentace informací, používání digitálních podpisů; paralelní inženýrství (Concurrent Engineering); neustálé zlepšování podnikových procesů (Business Processes Reengineering).

Do druhé skupiny patří technologie řízení procesů, které jsou vzhledem k objektu (produktu) invariantní: řízení projektů a úkolů (Project Management/Workflow Management); řízení zdrojů (plánování výrobních zdrojů); řízení kvality (řízení kvality); integrovaná logistická podpora (Integrated Logistic Support.) Třetí skupina zahrnuje technologie pro správu dat o produktu, procesech, zdrojích a prostředí.

Vzhledem k tomu, že strategie CALS zahrnuje vytvoření UIS pro všechny účastníky LCI (včetně provozních organizací), UIS by měl mít tyto vlastnosti: všechny informace jsou prezentovány v elektronické podobě; UIS pokrývá všechny informace vytvořené o produktu; UIS je jediným zdrojem dat o produktu (přímá výměna dat mezi účastníky LC je vyloučena); UIS je postaven pouze na mezinárodní, státní a průmyslové bázi informační standardy; k vytvoření UIS se používají softwarové a hardwarové nástroje, které jsou již účastníkům životního cyklu k dispozici.

Strategie CALS počítá s dvoustupňovým plánem tvorby UIS: 1. automatizace jednotlivých procesů (nebo etap) LCI a prezentace dat o nich v elektronické podobě; 2. integrace automatizované procesy a související údaje již zadané elektronicky v rámci EIS. Hlavní výhody UIS jsou: zajištění integrity dat; možnost organizovat přístup k údajům geograficky vzdálených účastníků LCI; žádná ztráta dat během přechodu mezi fázemi LCI; změny údajů jsou okamžitě dostupné všem účastníkům LCI; zvýšení rychlosti vyhledávání dat a přístupu k nim oproti papírové dokumentaci; schopnost používat různé počítačové systémy pro práci s daty.

UIS lze vytvořit pro organizační struktury různých úrovní: od samostatné divize až po virtuální podnik nebo korporaci. Informace používané během životního cyklu lze zhruba rozdělit do tří tříd: o produktu, o prováděných procesech a o prostředí, ve kterém se tyto procesy provádějí. V každé fázi je vytvořen soubor dat, který se používá v dalších fázích (tab. 1. 1). Zároveň se liší i efekt dosažený vytvořením SIS (tab. 1. 2.).

Při implementaci strategie CALS by měly být použity tři skupiny metod, nazývané technologie CALS: analýza podnikových procesů a technologie reengineeringu, soubor organizačních metod pro restrukturalizaci způsobu, jakým podnik funguje, aby se zvýšila jeho efektivita. Tyto technologie jsou potřebné pro správný přechod od papírové správy k elektronické správě dokumentů a pro zavedení nových metod vývoje produktů; technologie elektronických produktových dat Soubor metod pro elektronickou reprezentaci produktových dat souvisejících s jednotlivými LCI procesy. Tyto technologie jsou určeny k automatizaci jednotlivých procesů životního cyklu (první etapa tvorby UIS); technologie integrace produktových dat soubor metod pro integraci automatizovaných procesů životního cyklu a souvisejících elektronických dat v rámci UIS. Tyto technologie patří do druhé etapy tvorby UIS.

Hlavními součástmi technologií CALS jsou (obr. 1. 2): nástrojový komplex hardwaru a softwaru pro počítačově podporované navrhování výrobků (CAD Computer Aided Design); automatizační systémy pro technologickou přípravu výroby (CAM Computer Aided Manufacturing); inženýrské analytické systémy (CAE Computer Aided Engineering); prostředky implementace technologie paralelního celkového návrhu v režimu skupinového využití dat (Concurrent Engineering); systém pro správu návrhových a inženýrských dat (EDM Enterprise Data Management);

vizualizační systémy pro celý proces tvorby dokumentace (Project Management); výkonné nástroje pro ukládání a správu projektových dat (PDM Product Data Management); systémy řízení výroby (MRP Manufacturing Requirement Planning); systémy podnikového plánování a řízení (ERP Enterprise Resource Planning); systémy řízení dodavatelského řetězce (SCM Supply Chain Management); systémy společného elektronického obchodu (CPC Collaborative Product Commerce); systémy řízení prodeje a služeb (S&SM Sales and Service Management); softwarové a technologické nástroje, které implementují technologii tvorby a údržby informační systémy(CASE Computer Aided Software Engineering); SCADA CNC; CRM MES (viz příloha)

Uvedené automatizované systémy mohou pracovat autonomně, ale vytvoření UIS vyžaduje, aby data generovaná v jednom systému byla k dispozici v jiných systémech, aby se zvýšila efektivita automatizace. Jednotný informační prostor je zajištěn díky sjednocení formy i obsahu informací o konkrétních produktech v různých fázích životního cyklu. Sjednocení formuláře je dosaženo použitím standardních formátů a jazyků pro reprezentaci informací v meziprogramových výměnách a v dokumentaci.

Sjednocení obsahu jako jednoznačně správná interpretace dat o konkrétním produktu ve všech fázích jeho životního cyklu je zajištěno rozvojem aplikačních ontologií fixovaných v aplikovaných protokolech CALS. Sjednocení seznamů a jmen entit, atributů a vztahů v určitých předmětové oblasti je základem pro jednotný elektronický popis produktu v prostoru CALS

Počítačové technologie ve strojírenství

Strojírenství je jedním z nejstarších a nejdůležitějších průmyslových odvětví. Strojírenství se ale jako každá jiná oblast neobešlo bez modernizace a zavádění nových technologií. Počítačové technologie ve výrobě se začaly používat relativně nedávno, ale již dokázaly výrazně usnadnit práci pracovníků a zkvalitnit výrobu.

Navzdory obecně uznávanému názoru však využití výpočetní techniky nesměřuje ani tak k automatizaci výroby, ale ke změně samotné konstrukce a technologie výroby, což samo o sobě výrazně zkracuje dobu potřebnou k vytvoření produktů, snižuje náklady na celou dobu životnosti. cyklu výrobku a také zvyšuje jeho účinnost.kvalitu.

Počítačové technologie se využívají nejen k automatizaci obráběcích strojů a zařízení, ale také k návrhu layoutu produktu. To platí především pro složité strojírenské díly. Od výpočetní techniky je vyžadováno vytvoření přesného a detailního rozvržení vyráběného dílu, v první řadě to poskytuje velké možnosti pro vytvoření lepších produktů v kratším čase.

Proces navrhování často zahrnuje několik lidí a pro přesnější a rychlá práce musí vzájemně sledovat svou práci a zároveň vytvářet modely dílů, sestav, sestav atd. na počítačích.

V tomto procesu je také třeba řešit řadu nepřímých problémů, jako jsou typy inženýrských analýz, modelování všech druhů situací, uspořádání produktu atd.

Současně s tvorbou projektu se do výroby přenášejí všechny možné informace k ustavení jejího procesu ještě před vytvořením hotového layoutu.

Počítačové programy ve výrobě

Pro počítačově podporované navrhování ve výrobě se používají systémy počítačové analýzy konstrukčního inženýrství a také technologie přípravy výroby (CAD / CAE / CAM).

Takové technologie jsou široce používány na Západě v různých odvětvích strojírenství. V Rusku se podobné technologie používají ve velkých společnostech.

Mnoho ruských společností zavedlo do své výroby takové konstrukční programy jako: AUTOCAD, CATIAV6, Compass-3D a mnoho dalších.

Nejvýznamnější Počítačové technologie používá se v podnicích s hromadnou a velkosériovou výrobou. V Rusku se domácí vývoj (1C Enterprise) také široce používá pro automatizaci výroby.

Zkušenosti s implementací výpočetní techniky měly významný dopad na produktivitu. Pokud jde o ekonomiku, odvětví využívající výpočetní techniku ​​se rozvíjejí 1,5krát rychleji.

Jen málo podniků je však připraveno na úplný přechod na výrobu počítačů – často je jimi nahrazeno 30–40 % zařízení, vzhledem k tomu jen málo z nich dokáže dosáhnout alespoň 50 % očekávaného růstu.

Poznámka 1

Většina počítačové programy vyrobeny na základě západních standardů, což výrazně zpomaluje proces jejich implementace, protože procesy řízení a výroby neodpovídají zahraničním standardům.

V malé výrobě se počítačové technologie prakticky nepoužívají, zejména to platí pro stavbu lodí. Vzhledem k tomu, že celá nádoba je sestavena po etapách a montáž a testování se provádí na místě, díky čemuž je každá nádoba jedinečná. A to znamená, že každá loď má svůj vlastní projekt a vlastní dokumentaci.

Při stavbě lodí často nedochází k výrobě identických dílů. V čem důležitý bod při implementaci se uvažuje, že je poměrně obtížné pracovat s dokumentací, a to jakkoli počítačový systém neumí správně pracovat s nedostatkem informací.

Počítače se hojně využívají i přímo ve výrobě. Každý dispečer na závodě má k dispozici automatizovaný systém, který zodpovídá za provoz více strojů, programů, technologií. Ke kontrole tlaku a teplot se používají také počítače, které dávají signál o jejich nadměrném poklesu nebo zvýšení.

Roboti ve strojírenství

Nezapomínejte také na využití robotů ve výrobě. Prvním plnohodnotným robotem byl Unimate, což je mechanická ruka, vyrobená v roce 1961 pro General Motors. Provedl sled akcí, které byly zaznamenány na buben.

Počínaje 70. lety 20. století se výroba a používání robotů začalo rychle rozvíjet. zpočátku byli zvyklí používat nebezpečnou a ne obtížnou, monotónní práci. Nejžádanější roboti byli v automobilovém průmyslu, kde prováděli:

• svařování
• lisování,
• malování,
• shromáždění.

Zavedení takových technologií výrazně snížilo pracnost v továrnách.

Poznámka 2

Existuje řada plně automatizovaných továren, jako je továrna na klávesnice IBM v Texasu, které se nazývají „bez světel“.

V takových továrnách je veškerá výroba automatizovaná, lidi zcela nahradily počítače a továrna může pracovat sedm dní v týdnu.

Počítače navíc nepotřebují přestávky na oběd, a proto výrazně zvyšují počet vyrobených produktů. Za zmínku také stojí, že počítačový systém není schopen sejít nebo něco přehlédnout.

Podobně mohou počítače a automatizované systémy vykonávat práci, která je pro člověka obtížná a často nebezpečná.

V dnešní době se počítače staly nedílnou součástí výrobního procesu. Okruh předmětů a jevů spadajících pod vliv počítačových technologií se neustále rozšiřuje. Počítačové technologie se používají v jakékoli strojírenské činnosti. Provázejí díl po celý jeho životní cyklus, od plánování až po vydání. Mnoho továren začalo využívat technologie prostorového navrhování a pro některé se staly hlavním nástrojem projektové dokumentace a technologického postupu. Počítačové technologie také pomáhají řešit problémy s propojením několika technologií pomocí společné databáze.