Информационные технологии в производстве текстильных изделий. Информационные технологии предприятий
Корпоративные информационные технологии.
Корпоративное управление и создание корпоративных информационных систем в настоящее время опираются на различные информационные технологии, так как, к сожалению, не существует универсальной технологии. Можно выделить следующие три группы методов управления: ресурсами, процессами, корпоративными знаниями (коммуникациями). Среди информационных технологий в качестве наиболее используемых можно выделить следующие: СУБД, Workflow (стандарты ассоциации Workflow Management Coalition) Интранет.
Задача управления ресурсами относится к числу классических методик управления и является первой, где стали широко использоваться информационные технологии. Это связано с наличием хорошо отработанных экономико-математических моделей, эффективно реализуемых средствами вычислительной техники.
Интранет представляет собой технологию управления корпоративными коммуникациями. Интранет отличается от Интернета только информационными аспектами, где выделяются три уровня: универсальный язык представления корпоративных знаний, модели представления, фактические знания.
Универсальный язык представления корпоративных знаний не зависит от конкретной предметной области и определяет грамматику и синтаксис. Задачей универсального языка представления корпоративных знаний является: унификация представления знаний, однозначное толкование знаний, разбиение процессов обработки знаний на простые процедуры, допускающие автоматизацию.
Модели представления определяют специфику деятельности организации. Знания этого уровня являются метаданными, описывающими первичные данные.
Фактические знания отображают конкретные предметные области и являются первичными данными.
Информационные технологии в промышленности и экономике.
Внедрение информационных технологий в сферу производства развивалось по пути создания информационных систем и получило название АСУП (автоматизированная система управления производством). Однако главная проблема комплексной автоматизации после внедрения АСУП не была решена, но при этом был накоплен опыт разработок подобных систем и подготовлены специалисты.
При проектировании АСУП зачастую игнорировались вопросы совместимости, стандартизации, что затрудняло внедрение современных технологий и приводило к большим затратам на модернизацию. Широкое распространение получили корпоративные информационные системы (КИС), базирующиеся на принципах корпоративных информационных технологий и современных стандартов.
Выделяют три основных класса задач, решаемых с помощью КИС:
*формирования отчетных показателей;
*выработки стратегических управленческих решений по развитию бизнеса;
*выработки тактических решений.
Основной трудностью при внедрении КИС является диагностика.
Здесь можно выделить три этапа:
1. Обследование, системный анализ и оценка существующей структуры и технологий управления;
2. Разработка новых вариантов организационных структур и технологий управления на основе информационных технологий;
3. Разработка положения по реорганизации управления, плана внедрения, регламента управленческого документооборота.
Условно выделяют тиражируемые, полузаказные и заказные КИС.
Тиражируемая КИС не требует доработки со стороны разработчика, существует сама по себе, не предоставляет возможности внесения изменений. Такие системы предназначены для малых предприятий.
Заказные. Ненадежны и с трудом поддаются модернизации. Основная область их применения - производства с очень большой спецификой.
Полузаказные системы являются наиболее гибкими, требуют меньших капитальных затрат. Основная область их применения - крупные предприятия.
Кроме КИС следует отметить программные системы, реализующие отдельные функции управления:
1. Бухгалтерские программы: 1С: Бухгалтерия.
2. Системы автоматизации торговли: 1С: Торговля.
3. Системы автоматизации складского учета: 1С: Склад.
АСУ ТП представляют двухуровневую систему управления.
Нижний уровень включает контроллеры, обеспечивающие первичную обработку информации, поступающей непосредственно с объекта управления.
Верхний уровень АСУ ТП составляют мощные компьютеры, выполняющие функции серверов баз данных и рабочих станций, обеспечивающих хранение, анализ и обработку всей поступающей информации, а также взаимодействие с оператором. Основой программного обеспечения верхнего уровня являются пакеты SCADA (Supervision Control and DATA Acquisition).
3. Информационные технологии в образовании. Методологический аспект
Цель информатизации общества - создание гибридного интегрального интеллекта всей цивилизации, способного предвидеть и управлять развитием человечества.
В процессе информатизации образования необходимо выделить следующие аспекты:
*методологический;
*экономический;
*технический;
*технологический;
Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.
Информатизация общества -- это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.
Информатизация общества обеспечивает: активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов; интеграцию информационных технологий в научные и производственные виды деятельности, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности; высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.
Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов.
Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно-технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.
Одно из направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания.
Процесс информатизации так же затронул и экономические отрасли. Их радикальное усовершенствование и приспособление к современным условиям стало возможным благодаря массовому использованию новейшей компьютерной и телекоммуникационной техники, формирование на ее основе высокоэффективных информационно-управленческих технологий.
Средства и методы прикладной информатики используются в менеджменте и маркетинге.
Новые технологии, основанные на компьютерной технике, требуют радикальных изменений организационных структур менеджмента, его регламента, кадрового потенциала, системы документации, фиксирования и передачи информации. Новые информационные технологии значительно расширяют возможности использования информационных ресурсов в различных отраслях промышленности, а так же в образовании.
Современное материальное производство и другие сферы деятельности все больше нуждаются в информационном обслуживании, переработке огромного количества информации.
Универсальным техническим средством обработки любой информации является компьютер, который играет роль усилителя интеллектуальных возможностей человека и общества в целом, а коммуникационные средства, использующие компьютеры, служат для связи и передачи информации.
Появление и развитие компьютеров - это необходимая составляющая процесса информатизации общества. Информатизация общества является одной из закономерностей современного социального прогресса. Этот термин все настойчивее вытесняет широко используемый до недавнего времени термин «компьютеризация общества». При внешней похожести этих понятий они имеют существенное различие.
При компьютеризации общества основное внимание уделяется развитию и внедрению технической базы компьютеров, обеспечивающих оперативное получение результатов переработки информации и ее накопление.
При информатизации общества основное внимание уделяется комплексу мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех видах человеческой деятельности.
Таким образом, «информатизация общества» является более широким понятием, чем «компьютеризация общества», и направлена на скорейшее овладение информацией для удовлетворения своих потребностей.
В понятии «информатизация общества» акцент надо делать не столько на технических средствах, сколько на сущности и цели социально-технического прогресса.
Компьютеры являются базовой технической составляющей процесса информатизации общества. Информатизация на базе внедрения компьютерных и телекоммуникационных технологий является реакцией общества на потребность в существенном увеличении производительности труда в информационном секторе общественного производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения.
Так, например, в информационной сфере США занято более 60% трудоспособного населения, в СНГ -- около 40%.С современной точки зрения использование телефона в первые годы его существования выглядит довольно смешно.
Руководитель диктовал сообщение своему секретарю, который затем отправлял его из телефонной комнаты. Телефонный звонок принимали в аналогичной комнате другой компании, текст фиксировали на бумаге и доставляли адресату.
Потребовалось много времени, прежде чем телефон стал таким распространенным и привычным способом сообщения, чтобы его стали, использовать, так, как мы это делаем сегодня: сами звоним в нужное место, а с появлением сотовых телефонов - и конкретному человеку.
В наши дни компьютеры, в основном, применяются как средства создания и анализа информации, которую затем переносят на привычные носители (например, бумагу).
Но теперь, благодаря широкому распространению компьютеров и созданию Интернета, впервые можно при помощи своего компьютера общаться с другими людьми через их компьютеры.
Необходимость использования распечатанных данных для передачи коллегам устраняется подобно тому, как бумага исчезла из телефонных переговоров. Сегодняшний день, благодаря использованию Web, можно сравнить с тем временем, когда люди перестали записывать текст телефонных сообщений: компьютеры (и их связь между собой посредством Интернета) уже настолько широко распространены и привычны, что мы начинаем использовать их принципиально новыми способами.
WWW - это начало пути, на котором компьютеры по - настоящему станут средствами связи. Интернет предоставляет беспрецедентный способ получения информации. Каждый, имеющий доступ к WWW, может получить всю имеющуюся на нем информацию, а также мощные средства ее поиска.
Возможности для образования, бизнеса и роста взаимопонимания между людьми становятся просто ошеломляющими. Более того, технология Web позволяет распространять информацию повсюду. Простота этого способа не имеет аналогов в истории.
Для того чтобы сделать свои взгляды, товары или услуги известными другим, больше нет необходимости покупать пространство в газете или журнале, платить за время на телевидении и радио. Web делает правила игры одинаковыми для правительства и отдельных лиц, для малых и больших фирм, для производителей и потребителей, для благотворительных и политических организаций. Информационная сфера - специфическая сфера деятельности субъектов общественной жизни, связанная с созданием, хранением, распространением, передачей, обработкой и использованием информации.
World Wide Web (WWW) на Интернете - это самый демократичный носитель информации: с его помощью любой может сказать и услышать сказанное без промежуточной интерпретации, искажения и цензуры, руководствуясь определенными рамками приличия.
Интернет обеспечивает уникальную свободу самовыражения личности и информации. Подобно использованию внутренних телефонов компаний для связи сотрудников между собой и внешним миром, Web применяется как для связи внутри организации, так и между организациями и их потребителями, клиентами и партнерами.
Та же самая технология Web, которая дает возможность небольшим фирмам заявить о себе на Интернете, крупной компанией может использоваться для передачи данных о текущем состоянии проекта по внутренней интрасети, что позволит ее сотрудникам всегда быть более осведомленными и, значит, более оперативным по сравнению с небольшими, проворными конкурентами.
Применение интрасети внутри организации для того, чтобы сделать информацию более доступной для своих членов, также является шагом вперед по сравнению с прошлым.
Теперь, вмело того, чтобы хранить документы в запутанном компьютерном архиве, появилась возможность (под контролем средств защиты) легко производить поиск и описание документов, делать ссылки на них и составлять указатели.
Благодаря технологии Web бизнес, равно как и управления, становится более эффективным. Информационные технологии прочно вошли в нашу жизнь. Применение ЭВМ стало обыденным делом, хотя совсем ещё недавно рабочее место, оборудованное компьютером, было большой редкостью.
Информационные технологии открыли новые возможности для работы и отдыха, позволили во многом облегчить труд человека. Современное общество вряд ли можно представить без информационных технологий. Перспективы развития вычислительной техники сегодня сложно представить даже специалистам.
Однако, ясно, что в будущем нас ждет нечто грандиозное. И если темпы развития информационных технологий не сократятся (а в этом нет никаких сомнений), то это произойдет очень скоро.
С развитием информационных технологий растет прозрачность мира, скорость и объемы передачи информации между элементами мировой системы, появляется еще один интегрирующий мировой фактор. Это означает, что роль местных традиций, способствующих самодостаточному инерционному развитию отдельных элементов, слабеет.
Одновременно усиливается реакция элементов на сигналы с положительной обратной связью.
Интеграцию можно было бы только приветствовать, если бы ее следствием не становилось размывание региональных и культурно-исторических особенностей развития. Информационные технологии вобрали в себя лавинообразные достижения электроники, а также математики, философии, психологии и экономики.
Образовавшийся в результате жизнеспособный гибрид ознаменовал революционный скачок в истории информационных технологий, которая насчитывает сотни тысяч лет. Современное общество наполнено и пронизано потоками информации, которые нуждаются в обработке.
Поэтому без информационных технологий, равно как без энергетических, транспортных и химических технологий, оно нормально функционировать не может.
Социально-экономическое планирование и управление, производство и транспорт, банки и биржи, средства массовой информации и издательства, оборонные системы, социальные и правоохранительные базы данных, сервис и здравоохранение, учебные процессы, офисы для переработки научной и деловой информации, наконец, Интернет - всюду ИТ.
Информационная насыщенность не только изменила мир, но и создала новые проблемы, которые не были предусмотрены.
Контрольные вопросы
- 1. Что обеспечивает информатизация общества?
- 2. Чем отличается информатизация от компьютеризации?
- 3. Какие улучшения привнесла технология WWW?
- 4. Что такое интрасеть?
- 5. Каковы минусы интеграции информационных технологий?
«Суров закон рынка, но это закон» - так можно перефразировать известное латинское выражение. Производить качественную продукцию в сжатые сроки и с минимальными затратами - задача, которую приходится решать всем промышленным предприятиям. Однако производственные мощности практически любого отечественного машиностроительного предприятия соответствуют 80-м годам прошлого столетия и не позволяют изготавливать конкурентоспособную продукцию. В цехах ощущается острая нехватка квалифицированных специалистов. Не менее злободневна и проблема большой продолжительности процессов разработки изделий и технологической подготовки их производства, что приводит к неоправданному увеличению затрат и сроков выпуска изделий и, как следствие, к потере конкурентоспособности на рынке. Как правило, длительная подготовка производства изделий обусловлена серьезными затратами при передаче конструкторско-технологической информации о разрабатываемом изделии и при ее поиске.
Затраты при передаче информации вызваны тем, что предприятие зачастую не придает должного значения необходимости внедрения единой системы конструкторско-технологической подготовки производства. В результате все сводится к «лоскутной» автоматизации конструкторских и технологических задач, когда каждое подразделение выбирает себе систему, руководствуясь единственным принципом - «нам так удобнее». Это приводит к отсутствию единого формата данных. Создаваемые данные приходится постоянно переводить из одной системы в другую, что чревато ошибками и затрудняет процесс внесения изменений.
Затраты при хранении и поиске информации вызваны схожими причинами: конструкторские и технологические данные хранятся в файловых системах; информация о том, кто, когда и какие конкретно вносил изменения, не сохраняется; теряется история версий объекта. Все это усложняется многоступенчатой процедурой передачи данных в другие подразделения, участвующие в процессе разработки.
Полно и качественно решить эти проблемы позволяет переход на использование комплексной системы разработки изделий - от дизайна изделия, его разработки и производства до сервисного обслуживания. Это и есть Система разработки изделий, предлагаемая американской компанией РТС (Parametric Technology Company).
Далее мы расскажем о Системе разработки изделий, которая внедряется в ОАО «Электромашина» специалистами предприятия при поддержке инженерно-консалтинговой компании СОЛВЕР и обеспечивает сквозное проектирование изделий и управление данными о них в течение всего жизненного цикла выпускаемой предприятием продукции.
В основе - сквозной цикл подготовки производства
Современная методология подготовки производства нового изделия предполагает сквозной цикл: проектирование изделия - проектирование оснастки - разработка управляющих программ - производство на основе использования единой трехмерной математической модели изделия. В чем преимущество такого подхода?
Во-первых, вся работа строится на базе исходной модели, созданной конструктором. Наличие единой геометрии позволяет исключить ошибки при создании оснастки и управляющих программ, а специализированные, встроенные в систему модули анализа - обеспечить соответствие функциональности проектируемого изделия заданным требованиям еще на этапах разработки изделия, что, несомненно, сказывается на качестве продукции.
СправкаОАО «Электромашина» (г.Челябинск) ОАО «Электромашина» - основной производитель электрооборудования, систем и комплексов управления для техники специального назначения и железнодорожного транспорта. Предприятие предлагает полный комплекс услуг: поставка запчастей, ремонт и техническое обслуживание электрооборудования. Базовой системой для проектирования и подготовки производства в OAO «Электромашина» выбран программный комплекс Pro/ENGINEER, а в качестве средства управления инженерными данными - система Windchill, которые в совокупности образуют Систему разработки изделий. Внедрение системы осуществлялось специалистами предприятия при поддержке СОЛВЕР на протяжении 18 месяцев. Сегодня предприятие самостоятельно и квалифицировано использует систему, создавая качественную продукцию в сжатые сроки и с меньшими затратами. Инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР (г. Москва, г.Воронеж) Инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР содействует российским машиностроительным предприятиям в построении «умного» производства, под которым подразумевается высокоэффективное и высокорентабельное производство. За 14 лет работы компанией выполнено более 385 промышленных проектов, внедрены сотни автоматизированных рабочих мест конструкторов и технологов, сотни единиц технологического оборудования. Сегодня компания продвигает концепцию построения «умного» производства, помогая отечественным машиностроительным предприятиям, производящим или желающим производить конкурентоспособную продукцию, делать это более эффективно на основе предлагаемого компанией прогрессивного технологического оборудования, инструмента и программного обеспечения. |
Во-вторых, единая исходная геометрия позволяет распараллелить труд разработчиков - конструкторов и технологов. Таким образом, технологи могут приступать к работе еще на этапе проектирования изделия, не дожидаясь окончательного утверждения комплекта конструкторской документации. Несмотря на то что труд инженера - процесс итерационный и в каком-то смысле бесконечный (нет предела совершенству!), технологии сквозного проектирования позволяют при необходимости быстро и качественно проводить задуманные разработчиками изменения.
В-третьих, процессы проектирования изделия и подготовки производства в современных условиях немыслимы без использования единой корпоративной системы управления конструкторско-технологическими данными, обеспечивающей качественное управление процессами подготовки производства.
Конструкторская подготовка производства
При использовании простых систем автоматизированного проектирования конструктора зачастую не интересуют технологические особенности изготовления деталей и узлов, что нередко приводит к браку и последующим дорогостоящим доработкам уже в процессе производства. Во избежание подобных ситуаций необходима согласованная работа конструкторов и технологов, а также учет технологических ограничений еще на начальных этапах разработки изделия.
Система сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER позволяет учитывать технологические особенности конкретного производства как на этапе конструкторского проектирования, так и при разработке технологии изготовления. Входящий в систему инструмент наследования конструкторской геометрии предоставляет технологу возможность выполнять работу по проектированию оснастки и разработке управляющей программы на основе конструкторской модели, внося в нее необходимые технологические ограничения. Представьте себе обычную ситуацию: конструктор оснастки проектирует пресс-форму на деталь, в модели которой кроме литейных присутствует также множество элементов, получаемых при последующей механической обработке. Иными словами, для того чтобы спроектировать пресс-форму, необходимо эти элементы исключить. При этом ассоциативная связь между конструкторской и технологической моделями сохраняется. Это, в свою очередь, позволяет управляющей программе при внесении конструктором изменений (если они не касаются мехобработки) изменяться автоматически. Инструмент наследования обеспечивает «работу» ассоциативной связи в одну сторону - от конструктора к технологу. Изменения же, вносимые технологом, никоим образом не влияют на исходную геометрию.
Естественно, для организации эффективной параллельной работы разных подразделений - участников разработки необходимо составить «правила игры»: разработать документ (обычно это стандарт предприятия), в котором должны быть описаны правила создания трехмерных моделей, требования к описывающей их атрибутивной информации, обязанности каждого подразделения в общей структуре подготовки производства и т.д. В ОАО «Электромашина» работа по созданию такого стандарта началась в рамках проекта внедрения, совместного с компанией СОЛВЕР, а закончена силами созданного во время проекта бюро САПР предприятия, на которое были возложены все работы по поддержке и развитию созданной Системы разработки изделия и подготовки производства.
Большое значение при коллективной работе имеет правильная организация работы с библиотеками типовых и стандартных компонентов (рис. 1 и 2) разрабатываемых изделий. Для формирования единого источника данных в рамках предприятия была создана навигационная структура хранилища данных. За многолетний период внедрения Pro/ENGINEER на машиностроительных предприятиях специалистами СОЛВЕР были разработаны библиотеки стандартизованных компонентов, которые легко адаптируются под конкретные требования любого заказчика. Стандартные изделия, такие как подшипники, крепеж и т.п., входящие в эти библиотеки, выполнены ими в соответствии с требованиями ГОСТа, а атрибутивная информация полностью описывает классы точности и прочности, материал, покрытие и т.д.
Организация эффективного хранения данных определяется несколькими ключевыми моментами:
- высокой производительностью работы систем Windchill и Pro/ENGINEER;
- наличием единого атрибутивного описания компонентов;
- эффективной навигационной структурой;
- правилами создания новых типов и типоразмеров компонентов;
- требованиями к кодированию компонентов;
- жизненным циклом типового изделия.
Практика показывает, что на каждом предприятии действует определенный ограничительный перечень применяемых стандартных компонентов. И вполне логично, что при применении единого электронного архива данных рядовые пользователи не должны иметь доступа как к созданию новых типов и типоразмеров стандартных компонентов, так и к редактированию уже имеющихся компонентов. В ОАО «Электромашина» решение этих задач возложено на бюро САПР.
Если типовой порядок создания компонента архива заключается в генерировании необходимого типоразмера и его сохранении в отдельный файл, то создание другого типоразмера осуществляется простым изменением атрибутивной информации и последующей регенерацией файла. Для каждого типа компонента определен жизненный цикл, процесс согласования и утверждения, описывающий процедуру принятия решения о необходимости его использования, занесения в ограничительный перечень и синхронизации новой информации с существующей на предприятии информационной системой управления предприятием (ERP).
Для работы в Pro/ENGINEER под управлением в Windchill пользователю не требуется никакого дополнительного программного обеспечения. Pro/ENGINEER имеет встроенный web-браузер, посредством которого выполняется открытие, сохранение и другие действия с документами, хранящимися в Windchill. Например, вставка библиотечного компонента в сборку или просто его открытие легко осуществляется перетаскиванием компонента из окна Windchill в окно Pro/ENGINEER. При этом если компонент был предварительно описан, то он сам автоматически определяет свое положение в конструкции (рис. 3 и 4).
Технологическая подготовка производства
Все виды технологической оснастки в ОАО «Электромашина» разрабатываются также с применением Pro/ENGINEER. К ним относятся приспособления, нестандартное оборудование, испытательное оборудование, пресс-формы и штампы (рис. 5 и 6). Разработка всей оснастки выполняется на основе геометрии конструкторской модели и ассоциативно связана с ней. В ходе проекта внедрения специалистами предприятия уже в течение первого месяца было разработано с использованием трехмерных моделей пять пресс-форм, формообразующие компоненты которых впоследствии изготавливались на станках с ЧПУ.
Рис. 6. Страница свойств объекта «Приспособление для фрезерования»
Разработка управляющих программ для изготовления деталей на станках с ЧПУ выполняется на предприятии тоже в Pro/ENGINEER (рис. 7 и 8) под управлением Windchill. Все управляющие программы, так же как и оснастка, разрабатываются на основе конструкторской модели, которая применяется в качестве базы для всех операций обработки. При создании технологом-программистом объектов обработки траектории движения инструмента ссылаются на выбранные конструктивные элементы детали, поверхности и кромки модели. Таким образом, устанавливается ассоциативная связь между моделью изделия и заготовкой. При любой модификации модели все ассоциативно связанные с ней операции обработки обновляются. ОАО «Электромашина» имеет современный парк станочного оборудования с ЧПУ, в том числе поставленного компанией СОЛВЕР. Поэтому внедрение современных технологий в области разработки управляющих программ позволяет предприятию использовать это оборудование максимально эффективно.
Рис. 7. Хранение управляющих программ в Windchill
Следующим шагом в области внедрения современных технологий на предприятии будет освоение программного комплекса Vericut. Этот комплекс позволяет моделировать процессы обработки деталей на станках с ЧПУ с целью обнаружения возможных ошибок в траектории режущего инструмента, столкновений рабочих органов станка, а также повысить эффективность применения металлорежущих станков. При этом вся работа в Vericut ведется с использованием управляющей программы в G-кодах - то есть в Vericut учитываются и особенности управляющей стойки станка, и особенности его кинематики. Применение Vericut обеспечивает сокращение процента брака и доработок, оптимизацию режимов резания, сокращение времени обработки, продление срока службы режущего инструмента, повышение качества обрабатываемых поверхностей, а также позволяет еще до запуска детали в производство устранить ошибки, которые впоследствии могут привести к поломке оснастки, инструмента или станка.
Управление процессами технологической подготовки
В ОАО «Электромашина» технологические процессы разрабатываются с использованием программного обеспечения КОМПАС Автопроект, файлы которого представлены в формате ZIP. Формирование визуального представления технологического процесса выполняется в приложении MS Office Excel. Поскольку для согласования и утверждения необходима только визуальная информация, данные КОМПАС Автопроект автоматически преобразуются в формат PDF, и в этом формате передаются на хранение в Windchill. Преимуществом этого формата является то, что он дает возможность применения электронной подписи, обеспечивает создание текстовых и графических замечаний на поле документа и возможность просмотра на любом рабочем месте.
Для управления технологическими инструкциями создана специальная библиотека «Технологические процессы» (рис. 9), где организуется их хранение, согласование и утверждение, ограничение по правам доступа и поиск. Стоит отметить, что любые библиотеки формируются в первую очередь в соответствии с регламентом доступа к рабочим данным. Например, для конструктора изделия закрыт доступ к библиотеке технологических процессов или управляющих программ, однако ему предоставляется возможность просмотра отдельных необходимых документов.
В создании интегрированной информационной среды понятие жизненного цикла является определяющим. Практически на каждый объект, будь то чертеж, модель, документ или др., назначается свой жизненный цикл, в соответствии с которым он изменяется, последовательно переходя из одного состояния в другое. Жизненный цикл в Windchill представляет собой набор этапов, ассоциированных с рабочими потоками и описывающих логику работы с объектом. В качестве инструмента моделирования применялось программное обеспечение ARIS Toolset (рис. 10) немецкой компании IDS Sheer - мирового лидера в области разработки инструментальных средств анализа и реорганизации бизнес-процессов, а также партнера компании СОЛВЕР.
При выполнении проекта был проведен анализ существующего бизнес-процесса подписания, согласования и утверждения технологической документации. В ходе анализа стандарта предприятия и проведенного опроса сотрудников технологических подразделений были определены основные этапы и роли участников процесса. На основе полученных данных была разработана модель существующего бизнес-процесса в состоянии «как есть». Эта модель характеризовалась большим количеством этапов и последовательностей процесса согласования, требующего значительных временны х затрат. Современные системы управления инженерными данными позволяют значительно (в несколько раз) сократить время утверждения документации и увеличить время для ее качественной обработки. Это стало возможным благодаря передаче данных с почти мгновенной скоростью, а также за счет постоянного контроля выполнений заданий исполнителями и параллельности согласования информации.
На основе этой модели бизнес-процесса был создан вариант модели для состояния «как надо» при внедрении информационной системы управления Windchill. Действия участников процесса согласования технологической документации были выделены в отдельные блоки, которые определили основные этапы жизненного цикла технологического процесса. При этом для максимального сокращения сроков разработки документации работы по согласованию с различными службами предприятия были распараллелены.
Для обеспечения процесса согласования технологической документации был создан жизненный цикл объекта «Технологический процесс» (рис. 11). Шаблон его жизненного цикла состоит из пяти этапов: «В работе», «На нормоконтроле», «На техконтроле», «На рассмотрении» и «Сдано в архив».
На этапе «В работе» (рис. 12) происходит разработка технологического процесса (совместно с сотрудниками технологических служб), присвоение сотрудником отдела стандартизации обозначения техпроцессу, проверка техпроцесса ведущим технологом (рис. 13 и 14) и начальником технологического бюро ОГТ. При необходимости проведения исправлений и доработок предусмотрены возврат документации исполнителю и повторная проверка.
Рис. 14. Задание на проверку технологического процесса ведущим технологом
На этапе «На нормоконтроль» производится контроль соответствия требованиям нормативной документации (рис. 15 и 16). При необходимости проведения исправлений и доработок предусмотрены возврат документации исполнителю и ее повторная проверка.
На этапе «На техконтроль» осуществляется проверка технологического процесса технологическими службами (технологами по механической обработке, сварке, гальваническим покрытиям, литью и термообработке) и его утверждение заместителем начальника технического отдела (рис. 17). Перед проверкой для разработчика реализована возможность выбора согласующих технологов в соответствии со спецификой технологического процесса (рис. 18 и 19).
На этапе «На рассмотрении» происходит согласование технологического процесса с начальником технологического бюро цеха, начальником бюро технического контроля, сотрудником отдела главного метролога и заместителем директора по качеству (рис. 20 и 21). В рамках проекта с целью более полной демонстрации технологий Windchill по автоматизации документооборота для этого этапа было разработано два варианта шаблона рабочего потока, отличающихся друг от друга порядком распределения заданий и различными подходами к моделированию рабочих потоков.
Отметим, что возможности Windchill позволяют автоматизировать процессы согласования не только конструкторской или технологической документации, но и любых других документов. Например, специалисты бюро САПР предприятия по окончании проекта уже своими силами автоматизировали процесс согласования договоров ОАО «Электромашина». Это, во-первых, позволило сократить длительность процессов, а во-вторых, обеспечило возможность отслеживания состояния процесса - в какой службе находится договор на согласовании, сколько времени на это уже ушло и т.п.
Результаты внедрения
Одним из главных результатов выполненного проекта является то, что на предприятии сформирована высококвалифицированная команда, способная решать комплекс задач по внедрению информационных технологий в области конструкторско-технологической подготовки производства. Среди этих задач - осуществление технической поддержки системы, проведение обучения пользователей, разработка необходимых стандартных компонентов и специализированных приложений, дополняющих возможности имеющегося программного обеспечения и пр.
Специалистами бюро САПР ОАО «Электромашина» совместно с сотрудниками компании СОЛВЕР созданы единые корпоративные стандарты в области использования системы автоматизированного проектирования Pro/ENGINEER и системы управления жизненным циклом изделия Windchill, которые позволяют систематизировать имеющийся опыт и эффективно использовать его в дальнейших разработках.
Сегодня Pro/ENGINEER применяется пока еще не на всех этапах разработки изделия и подготовки производства, но уже сейчас на предприятии отмечено заметное повышение качества проектируемых изделий за счет того, что значительная часть ошибок в конструкторской документации выявляется на стадии технологической подготовки производства до изготовления изделий «в металле».
Внедрение Системы разработки изделия - это итерационный процесс, и система будет развиваться в ОАО «Электромашина» и дальше, помогая по-умному организовывать подготовку производства и обеспечивать конкурентоспособность выпускаемой продукции.
Александр Московченко
Руководитель подразделения «САПР и подготовки производства» инженерно-консалтинговой компании СОЛВЕР.
Сергей Ефимов
Руководитель отдела «Системы управления жизненным циклом изделий» компании СОЛВЕР.
ИТ в производстве: мировые тенденции
Спрос на системы управления и автоматизации производства во многом зависит от уровня технологического развития промышленности той или иной страны. В развитых странах ИТ ориентированы на внедрение инноваций, тогда как в регионах с невысоким технологическим уровнем промышленности хайтек призван решать прикладные вопросы.
Существующие тенденции развития ИТ находят свое отражение и в области производственных технологий. Промышленно-развитые страны четко ориентированы на инновационную деятельность и постоянное внедрение новых технологий (разумеется, с учетом конъюнктуры рынка), в том числе, приобретенных в развивающихся странах. Для этого привлекаются внутренние ресурсы (организуются целевые программы, предоставляются государственные и частные исследовательские гранты и т.п.), а также иностранные специалисты высокого класса (известный процесс "утечки мозгов"). Или же на условиях полной передачи лицензионных прав приобретаются разработанные в других странах технологии.
В развивающихся же странах инновационный процесс больше ориентирован на решение тактических задач производства, чем на разработку принципиально новых технологий. Кроме этого, значительная часть новых технологий, которые все же разрабатываются, "уходит" в промышленно-развитые страны. Это объясняется как бо льшими финансовыми возможностями западных покупателей по сравнению с локальными, так и, нередко, отсутствием практической возможности реализации разработанной технологии на уровне промышленности развивающейся страны.
Управление производством
В организационно-управленческом плане в западных странах сегодня доминирует концепция "бережливого производства" (lean manufacturing), впервые предложенная и реализованная концерном Toyota. Компании перестают ориентироваться на экономию за счет больших масштабов производства и фокусируются теперь на снижении операционных издержек, транспортно-заготовительных расходов и упразднении непроизводственных затрат. Появление в 90-х годах XX столетия автоматизированных систем управления ресурсами предприятия и их развитие позволяют в настоящее время повысить гибкость и эффективность даже "бережливого производства".
Например, реализация подхода "все точно вовремя" (just-in-time) в совокупности с использованием планирования цепочек поставок (SCM) позволяет промышленному предприятию обходиться вообще без складских помещений. В свое время этот подход был внедрен на заводах Apple, обеспечив сокращение транспортных и складских расходов, а также непрерывность процесса производства: от момента ввоза на территорию сырья до момента доставки готовой продукции.
В развивающихся странах, где технологический уровень промышленности невысок и производственный сектор развивается экстенсивно, главной целью компаний является увеличение объемов выпуска готовой продукции и ее продаж, а оптимизация управления и снижение издержек производства носят второстепенный характер. В таких условиях здесь преобладает конвейерное производство стандартизированной продукции. В большинстве случаев ручной труд в развивающихся странах является одним из самых дешевых факторов производства, что, с учетом высокой стоимости информационных технологий, позволяет промышленным предприятиям организовывать производство с минимальной автоматизацией или вообще без нее.
Автоматизация промышленного производства
Сегодняшняя экономическая ситуация в промышленно-развитых странах стимулирует, в частности, спрос на системы управления цепочками поставок (SCM), управления жизненным циклом продукции (CALS/PLM), решения по их интеграции с существующими системами управления ресурсами предприятия (ERP), а также спрос на сами ERP-системы. Активное внедрение ИТ в промышленности диктуется здесь как острой конкуренцией на внутренних рынках, требующей повышения гибкости производства, максимального снижения производственных затрат, складских запасов и сроков подготовки производства, так и международной специализацией, направленной на экспорт технологически-сложных промышленных изделий.
Развивающимся странам в плане автоматизации производства еще далеко до управления корпоративными ресурсами и жизненным циклом продукции. Тем не менее, информационные технологии внедряются и здесь, правда, в первую очередь это касается систем автоматизации проектирования, подготовки и управления производством, а также систем автоматизации складского, финансового и бухгалтерского учета.
Если же говорить о таких странах из категории развивающихся, как Китай, Индия, Бразилия, Мексика и др., то уровень их промышленного развития, а также активное проникновение на мировые рынки, включая технологически сложную продукцию, обеспечивает их переориентацию на интенсификацию производства, повышение качества продукции, снижение себестоимости, жесткий контроль сроков производства и поставки готовой продукции, а также обеспечение ее соответствия международным стандартам. В результате этого процесса спрос на информационные технологии в этих странах незначительно отличается от такового в промышленно-развитых странах. В частности, объем рынка ERP Китая, по оценкам экспертов, почти равен объему рынка Западной Европы. Очень перспективным считается сегодня рынок Индии.
Сергей Турчин: Инвестиции в ИТ со стороны российских промышленных предприятий стали увеличиваться
На вопросы CNews отвечает Сергей Турчин, руководитель департамента корпоративных проектов "АМТ-Груп"
CNews: Какие изменения произошли на рынке информатизации российской промышленности за прошедший год, по вашим наблюдениям?
За прошедший год значительноусилился интерес к сложным технологиям, призванным предоставлять потенциальным заказчикам принципиально новые услуги. Прежде всего, это мультимедийные решения, такие как видеоконференцсвязь, корпоративная IP-телефония, цифровое видеонаблюдение и центры обработки вызовов. Продолжается рост части рынка, связанного с построением систем и сетей хранения. Очень важно то, что эти направления развиваются в таких вертикальных сегментах рынка, как металлургическая промышленность, транспорт, машиностроение, включая предприятия военно-промышленного комплекса.
В промышленном производстве сохраняется большой интерес к автоматизации бизнес-процессов, что прежде всего связано с интенсивным развитием отраслей, связанных с производством, так называемого, "высокого передела", в частности, машиностроения, которое мы можем наблюдать в последнее время.
ЭВМ прочно вошли в производственную деятельность, и в настоящее время нет необходимости доказывать целесообразность использования вычислительной техники в системах управления технологическими процессами, проектирования, научных исследований, административного управления, в учебном процессе, банковских расчетах, здравоохранении, сфере обслуживания и т.д. Бурное развитие информационных технологий за последние десятилетия обусловлено высокой потребностью общества в них, в первую очередь потребностями производства. Многие задачи, некогда требующие монотонной и долгой работы, стало возможно решить при помощи компьютера за считанные минуты, что значительно упростило жизнь, помогло сэкономить рабочее время и успешно помогает снизить затраты разного рода на производстве. Использование современных информационных технологий становится возможным даже там, где, казалось бы, они никогда не смогут дополнить или даже полностью заменить труд специалиста.
Введение систем автоматизации в производстве помогает значительно сократить количество наемных рабочих, отдав предпочтение нескольким специалистам в области информационных технологий, которые будут способны решать большинство проблем производства. В большинстве случаев такой подход позволяет добиться существенной экономии средств, несмотря на высокий уровень зарплат подобных специалистов. По всем показателям автоматизированное производство выигрывает, так что современному специалисту важно не только знать о существовании систем автоматизации, но и уметь с ними работать в совершенстве.
Целью данной работы является ознакомление с существующими информационными технологиями, применяемыми в производстве. Рассмотрение основных информационных систем автоматизации производства актуально в течение многих лет, примерно с середины XXвека, и актуальность данной проблемы останется высокой еще в течение длительного периода, так как изменения в этой области тесно связаны с постоянными новшествами в информационных технологиях и науке. За последние годы происходили значимые изменения в области создания и разработки информационных систем: изначально информационные системы применялись лишь на производстве с большими объемами, например, на машиностроительных или оборонных заводах. Постепенная популяризация и доступность ЭВМ сделала возможной использование информационных систем и в менее крупных масштабах, при этом дав стимул для развития логической части самих систем, что будет показано ниже на примере эволюции информационной системы MRPв систему MRPII, также нельзя не заметить появление ERP, внесшее ощутимый вклад.
В ходе работы будут рассмотрены принципы информационных систем по автоматизации производства, а также некоторые программные средства для их реализации. Таким образом, можно будет выделить несколько наиболее удачных и наиболее часто используемых систем на сегодняшний день.
Системы автоматизации управления производством
Успешное производство всегда зависит от не менее успешного управления. Именно на плечах управляющих лежит высокая ответственность за организацию производственных процессов, которые будут приносить прибыль для фирмы в целом. В наши дни существует около двадцати основных современных теорий автоматизации производства, которые базируются на современных информационных технологиях. Каждый подход имеет свои плюсы и минусы в определенных условиях, поэтому, полезно рассмотреть каждый из них. Также нельзя не заметить, что некоторые системы автоматизации появлялись в процессе модернизации некогда существовавших систем, но это не привело к полному отказу от изначальных разработок. Например, ERP-система (система планирования ресурсов предприятия) является логическим продолжением систем планирования материальных потребностей (MRP-системы) и систем планирования производственных ресурсов (MRPII-системы). Выбор определенной информационной системы для автоматизации производства зависит от многих факторов, среди которых можно выделить: объемы, тип, цель, потребность в автоматизации. На примере вышеупомянутых ERP-систем можно сказать, что мелкому производству вряд ли будет полезно тратить время на внедрение столь масштабной информационной системы, которая при небольшом уровне развития предприятия, будет только отнимать время специалистов, приводя к ухудшению показателей. Правильный выбор подходящей информационной системы для производства – непростое и очень важное решение, особенно в момент становления фирмы, когда ориентация под определенную модель автоматизации может определить становление всего производства. Сложные системы, обеспечивающие максимальный контроль по многочисленным направлениям, не только могут оказаться невостребованными, но и послужить одной из весомых статей расходов, что весьма нежелательно в большинстве случаев. Одной из начальных систем, сочетающей в себе успешные методы управления и невысокую стоимость внедрении, является система планирования потребности в материалах.
Система MRP (MaterialRequirementsPlanning) – планирование потребности в материалах
Данная система была разработана в США в 1950-х годах, но только через 25 лет, когда произошел бурный скачок в развитии вычислительной техники, она получила известность и последующее повсеместное распространение. К концу 1980-х годов MRPиспользовали большинство фирм в США и Великобритании. На сегодняшний день использование системы планирования потребности в материалах не актуально из-за возраста системы, но именно она является базой для большого количества ныне существующих систем автоматизации.
В середине XXвека многие производители сталкивались с достаточно серьезными проблемами несвоевременной поставки ресурсов, что приводило к снижению производственных показателей и скоплению большого количества материалов на складах. Главной задачей MRP является то, чтобы каждый элемент производства, каждая комплектующая деталь были в нужное время в нужном количестве. Это обеспечивается формированием такой последовательности производственных операций, которая позволяет соотносить своевременное изготовление продукции с заложенным планом выпуска. Такой подход также призван обеспечить минимальное количество запасов на складе. В упрощённом виде исходную информацию для MRP-системы представляют календарные планы производства, ведомость материалов, состав изделия, состояние запасов. На основании входных данных MRP-система выполняет следующие основные операции:
· по данным календарного плана производства определяется количество конечных изделий для каждого периода времени планирования;
· к составу конечных изделий добавляются запасные части, не включённые в календарный план производства;
· для календарного плана производства и запасных частей определяется общая потребность в материальных ресурсах в соответствии с ведомостью материалов и составом изделия с распределением по периодам времени планирования;
· общая потребность материалов корректируется с учётом состояния запасов для каждого периода времени планирования;
· осуществляется формирование заказов на пополнение запасов с учётом необходимого времени опережения.
Результатом работы MRP-системы является план-график снабжения материальными ресурсами производства (потребность каждой учётной единицы материалов и комплектующих для каждого периода времени). Для реализации план-графика снабжения система создаёт график заказов в привязке к периодам времени. Он используется для размещения заказов поставщикам материалов и комплектующих или для планирования самостоятельного изготовления с возможностью внесения корректировок в процессе производства. Системы класса MRP по соотношению цена/качество подходят для небольших предприятий, где функции управления ограничиваются учётом (бухгалтерским, складским, оперативным), управлением запасами на складах и управлением кадрами.
Возраст этой системы накладывает определенные недостатки, которые в ее рамках решать было нецелесообразно. Самым главным недостатком MRP-систем является большой объем обработки входных данных по сравнению с объемами информации в целом и результатами. При стремлении перейти на частые, но малые заказы, в рамках MRP-систем вряд ли удастся найти оптимальный план по расходам на обработку заказов и транспортировку, так как система изначально разрабатывалась для больших предприятий с многотысячными заказами (крупные машиностроительные заводы США).
Популярным ПО для MRP-систем некогда служил Microsoft Business Solutions-Navision, разрабатываемый с начала 1980-х годов. На сегодняшний день программы комплекс перерос в Microsoft Dynamics NAV, где MRP-модуль является отдельным подключаемым модулем.
