Компьютерные технологии в приборостроении

Содержание
Введение…………..……………….…………....…………………….… 3
1. Этапы жизненного цикла (ЖЦ) изделия……………...…….….…... 4
2. Понятие о CALS технологиях и о положительных эффектах
от их внедрения…………………...…………………………………….…….. 5
3. Единое информационное пространство. Основные
программные продукции с привязкой их к этапам ЖЦ.
Их краткие характеристики..........................................................................… 7
4. Основные стандарты CALS и их краткие характеристики…….... 10
Заключение...……………….………..................................................... 12
Список литературы………....……………………………...……...….. 13

Введение
В настоящее время широкое распространение получили глобальные информационные технологии, называемые CALS-технологиями (Continuous Acquisition and Life-cycle Support) – это непрерывная информационная поддержка всего жизненного цикла (ЖЦ) продукции, которая базируется на стандартизации методов представления данных на каждой стадии жизненного цикла изделия и на безбумажном электронном обмене данными. Кроме этого концепция CALS определяет набор правил, регламентов и стандартов, в соответствии с которыми строится электронное взаимодействие участников процессов проектирования, производства, испытания и т. д. на базе информационного, а не территориального пространства, т. е. создаются виртуальные предприятия и конструкторские бюро.
Стандарт STEP регламентирует логическую структуру базы данных, номенклатуру информационных объектов, хранимых в базе данных (для различных предметных областей: самолетостроения, машиностроения, автомобилестроения и т. п.), их связь и атрибуты, которые в данном стандарте называют «интегрированными ресурсами». Одной из основополагающих частей CALS-идеологии является технология хранения и управления данными о продукте – PDM-технология (Product Data Management), которая позволяет решить указанные выше проблемы путем использования стандартизованного интегрированного описания изделия, которое, в свою очередь, базируется на стандарте ISO 10303 STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) /ГОСТ Р ИСО 10303-1–99/.
1. Этапы жизненного цикла (ЖЦ) изделия
Этапы жизненного цикла изделия – маркетинг, проектирование, производства, поставка и эксплуатация.
Рисунок 1 – Таблица классификация данных в связи со стадиями жизненного цикла продукции
2. Понятие о CALS технологиях и о положительных эффектах от их внедрения
Основное содержание концепции CALS-технологий, принципиально отличающее ее от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла изделия (ЖЦИ).
Эти инвариантные понятия условно делят на три группы:
– базовые управленческие технологии;
– базовые принципы CALS;
– базовые технологии управления данными.
Для того чтобы интеграция данных стала давать ощутимую отдачу, необходимо разработать продуманную стратегию ее внедрения и четко следовать ей (рис. 2):
– наполнение PDМ;
– реинжениринг бизнес-процессов;
– выбор и приобретение PDM-системы;
– формирование рабочей группы;
– разработка стандартов предприятия;
– пилотные проекты.
– анализ существующих бизнес-процессов;
Рисунок 2 – Этапы внедрения CALS – технологий на предприятии
Все сотрудники рабочей группы должны пройти обучение по соответствующим CALS-технологиям и программным продуктам. Рабочая группа должна включать как сотрудников производственных отделов предприятия (конструкторов, технологов и т. д.), так и специалистов отдела автоматизации (программистов и системных аналитиков). Для сохранения преемственности решений необходимо иметь рабочую группу с постоянным составом в течение всего процесса внедрения CALS-технологий.
Технические средства CALS-технологии проектирования изделий на предприятии могут быть представлены следующей иерархической структурой (рис. 3).
Рисунок 3 – Структура технического инструментария технологии
3. Единое информационное пространство. Основные программные продукции с привязкой их к этапам ЖЦ. Их краткие характеристики
Группы единого информационного пространства.
К первой группе относят:
– информационную интеграцию за счет стандартизации информационного описания объектов управления;
– системную информационную поддержку ЖЦИ на основе использования интегрированной информационной среды (ИИС) или единого информационного пространства (ЕИП), которое обеспечивает минимизацию затрат в ходе ЖЦ;
– безбумажное представление информации, использование электронноцифровой подписи;
– параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);
– непрерывное совершенствование бизнес-процессов (Business Processes Reengineering).
– разделение программ и данных на основе стандартизации структур данных и интерфейсов доступа к ним, ориентация на готовые коммерческие программно-технические решения (Commercial Of The Shelf – COTS), соответствующие требованиям стандартов;
Ко второй группе относят технологии управления процессами, инвариантные по отношению к объекту (продукции):
– управление качеством (Quality Management);
– управление ресурсами (Manufacturing Resource Planning);
– интегрированную логистическую поддержка (Integrated Logistic Support).
– управление проектами и заданиями (Project Management/Workflow Management);
К третьей группе относят технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах и среде.
Так как стратегия CALS предполагает создание ЕИП для всех участников ЖЦИ (в том числе эксплуатирующих организаций), то ЕИП должно обладать следующими свойствами:
– для создания ЕИП используются программно-аппаратные средства, уже имеющиеся у участников ЖЦ.
– ЕИП является единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);
– ЕИП охватывает всю информацию, созданную об изделии;
– ЕИП строится только на основе международных, государственных и отраслевых информационных стандартов;
– вся информация представлена в электронном виде;
Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания ЕИП:
– интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках ЕИП.
– автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦИ и представление данных на них в электронном виде;
Основными преимуществами ЕИП являются:
– возможность организации доступа к данным географически удаленных участников ЖЦИ;
– возможность использования различных компьютерных систем для работы с данными.
– изменения данных доступны сразу всем участникам ЖЦИ;
– отсутствие потерь данных при переходе между этапами ЖЦИ;
– повышение скорости поиска данных и доступа к ним по сравнению с бумажной документацией;
– обеспечение целостности данных;
На каждой стадии создается набор данных, который используется на последующих стадиях. При этом различается и эффект, получаемый от создания ЕИП. ЕИП может быть создано для организационных структур разного уровня: от отдельного подразделения до виртуального предприятия или корпорации. Информацию, используемую в ходе жизненного цикла, можно условно разделить на три класса: о продукции, о выполняемых процессах, о среде, в которой эти процессы выполняются.
Основные программные продукции с привязкой их к этапам ЖЦ:
– системы автоматизации технологической подготовки производства (CAM – Computer Aided Manufacturing);
– системы планирования и управления предприятием (ERP – Enterprise Resource Planning);
– средства реализации технологии параллельного тотального проектирования в режиме группового использования данных (Concurrent Engineering);
– система управления проектными и инженерными данными (EDM – Enterprise Data Management);
– системы инженерного анализа (CAE – Computer Aided Engineering);
– системы визуализации всего процесса разработки документации (Project Management);
– мощные средства хранения и управления данными о проекте (PDM– Product Data Management);
– системы управления производством (MRP – Manufacturing Requirement Planning);
– инструментальный комплекс технических и программных средств автоматизированного проектирования изделий (CAD – Computer Aided Design);
4. Основные стандарты CALS и их краткие характеристики
Стандарты CALS определяют набор правил и регламентов, в соответствии с которыми строится взаимодействие участников процессов ЖЦИ. Существующие стандарты CALS можно структурировать по этапам жизненного цикла и по объекту описания. Совместное многократное использование однажды созданной информации обеспечивается стандартизацией.
Рисунок 4 – Таблица CALS стандарты
Основной стандарт электронного описания продукции ISO 10303 STEP определяет структуру базы данных об изделии, в том числе данных о составе изделия, вариантах конфигурации, свойствах и технических характеристиках, геометрических моделях и чертежах, иллюстрациях, данные о контрактах, изменениях и т. д. На основе стандартов семейства STEP:
1. Стандарт ISO 10303 STEP (STandard for the Exchange of Product data) [www.iso.ch, www.prostep.org, www.pdes.de, www.steptools.com] – один из первых в семействе специализированных CALS-стандартов, является характерным примером информационного стандарта нового поколения, по образу и подобию которого строятся последующие CALS-стандарты.
Создание структурированного электронного хранилища конструкторских данных об изделии, интегрирующего процессы разработки и получаемые результаты в единое целое;
Для обеспечения возможности единообразного описания изделий в различных прикладных областях предполагается, что создаваемые интегрированные информационные модели (в терминах стандарта «прикладные протоколы») создаются на базе типовых блоков («интегрированных ресурсов»), причем для описания схем данных используется специально введенный язык Express. В соответствии с названием STEP определяет «нейтральный» формат представления данных об изделии в виде информационной модели.
Некоторые части стандарта используются в качестве готовой модели данных для систем PDM (например ISO 10303-208), а другие описывают конкретную технологию представления данных для информационного обмена между предприятиями (например ISO 10303-21). ISO 10303 STEP описывает представление, функциональные характеристики, форматы хранения и обмена электронными моделями изделий. Электронное описание изделия должно содержать информацию, достаточную для описания полного жизненного цикла продукта: от разработки и анализа, производства, проверки качества, эксплуатации и ремонта до списания и утилизации. STEP описывает геометрию, топологию, точность изготовления, взаимные связи компонентов, механические и другие физические свойства, структуру сборок, конфигурации изделий и многое другое.
Заключение
В данном реферате были поставлены цели найти ответы на следующие вопросы:
1. Этапы жизненного цикла (ЖЦ) изделия;
2. Понятие о CALS технологиях и о положительных эффектах от их внедрения;
3. Единое информационное пространство. Основные программные продукты с привязкой их к этапам ЖЦ. Их краткие характеристики.
4. Основные стандарты CALS и их краткие характеристики.
Можно смело и с полной уверенностью сказать, что цель достигнута, ответы на вопросы были раскрыты полностью и проанализированы.
Список литературы
1. Норенков, И. П. Информационная поддержка наукоемких изделий / И. П. Норенков, П. К. Кузьмик. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 320 с.
2. Левин, А. CALS-сопровождение жизненного цикла / А. Левин, Е. Судов // Директору ИС. 2001. № 3.
3. Кабанов, А. Г. Основные направления и результаты работ по применению CALS-технологий для повышения качества и конкурентоспособности военной продукции / А. Г. Кабанов, А. Н. Давыдов, В. В. Барабанов, Е. В. Судов // Информационные технологии в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн. М.: ГУП «ВИМИ». 2000. № 2. С. 3–6.
4. Жаднов, В. Концепция реализации CALS-технологий в расчетах надежности РЭА / В. Жаднов // Инженерная электроника: Научн.-техн. журн. М.: «CHIP NEWS». 2002. № 5 (68). С. 28−30.
5. EDA Expert // CHIP NEWS − Инженерная электроника: Научн.-техн. журн. М.: «CHIP NEWS». 2002. № 5 (68). С. 71−80.