Вконтакте Facebook Twitter Лента RSS

Что за профессия — технология машиностроения. Интегрированные производственные системы

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. CALS -т ехнологии как основа современного производства

Современная промышленность все больше переходит на выпуск продукции индивидуально под конкретную группу потребителей. Стремление к индивидуальному удовлетворению конкретного клиента требует производств, имеющих гибкую структуру бизнес-процессов, что вызывает к жизни новые подходы, концепции и методологии. Одна из таких концепций, CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support), превратилась сегодня в целое направление информационных технологий.

Жизненный цикл изделия - совокупность этапов или последовательность бизнес-процессов, через которые проходит это изделие за время своего существования: маркетинговые исследования, составление технического задания, проектирование, технологическая подготовка производства, изготовление, поставка, эксплуатация, утилизация. Идеология CALS состоит в отображении реальных бизнес-процессов на виртуальную информационную среду, где эти процессы реализуются в виде компьютерных систем, а информация существует только в электронном виде.

2. Основные термины, структура КСПИ

Необходимо, прежде всего, ввести русскоязычный термин, адекватно отражающий суть подхода CALS - Компьютерное Сопровождение Процессов жизненного цикла Изделий (КСПИ). Можно выделить три основных аспекта данной концепции:

Компьютерная автоматизация, повышающая производительность основных процессов и операций создания информации;

Информационная интеграция процессов, т.е. совместное и многократное использование одних и тех же данных. Интеграция достигается минимизацией числа и сложности вспомогательных процессов и операций поиска, преобразования и передачи информации. Один из инструментов интеграции - стандартизация способов и технологий представления данных, благодаря которой результаты предшествующего процесса могут быть использованы в последующих процессах с минимальными преобразованиями;

Переход к безбумажной модели организации бизнес-процессов, многократно ускоряющей доставку документов, обеспечивающей параллелизм обсуждения, контроля и утверждения результатов работы, сокращающей длительность бизнес-процессов. В этом случае ключевое значение приобретает электронно-цифровая подпись (ЭЦП).

Применение технологий КСПИ возможно, если выполнены следующие условия:

Наличие современной инфраструктуры передачи данных;

Введение понятия электронного документа, как полноценного объекта производственно-хозяйственной деятельности и обеспечение его легитимности;

Наличие средств и технологий ЭЦП и защиты данных;

Реформирование бизнес-процессов с учетом новых возможностей информационных технологий;

Создание системы стандартов, дополняющих или заменяющих традиционные ЕСКД, ЕСТД, ЕСПЛ, СРПП и т.п.;

Наличие на рынке программных средств и компьютерных систем, соответствующих требованиям стандартов.

В составе КСПИ можно выделить два крупных блока (рис. 1):

Компьютеризированное интегрированное производство и система логистической поддержки изделия.

К первому относятся:

Системы автоматизированного проектирования (САПР-К или CAD), инженерного анализа и расчетов (СИАР или CAE) и технологической подготовки производства (САПР-Т или CAM);

Системы автоматизированной разработки эксплуатационной документации (Electronic Technical Publication Development - ETPD);

Системы управления данными об изделиях (Product Data Management - PDM);

Системы управления проектами и программами (Project Management - РМ);

Автоматизированные системы управления производственно-хозяйственной деятельности предприятия (АСУП).

Система интегрированной логистической поддержки (ИЛП) изделия, предназначенная для информационного сопровождения бизнес-процессов на постпроизводственных стадиях жизненного цикла - относительно новый элемент производственной и управленческой структуры для предприятий России. ИЛП представляет собой совокупность процессов, организационно-технических мероприятий и регламентов, осуществляемых на всех стадиях жизненного цикла изделия от его разработки до утилизации. Цель внедрения ИЛП - сокращение «затрат на владение изделием», которые для сложного наукоемкого изделия равны или превышают затраты на его закупку.

Типовой перечень задач ИЛП включает в себя :

Логистический анализ на стадии проектирования (Logistics Support Analysis), предусматривающий определение требований к готовности изделия; определение затрат и ресурсов, необходимых для поддержания изделия в нужном состоянии; создание баз данных для отслеживания перечисленных параметров в ходе жизненного цикла изделия;

Создание электронной технической документации для закупки, поставки, ввода в действие, эксплуатации, обслуживания и ремонта изделия;

Создание и ведение «электронных досье» на эксплуатируемые изделия, с целью накопления и использования фактических данных для оперативного определения реального объема работ по обслуживанию и потребности в материальных ресурсах;

Применение стандартизованных процессов поставки изделий и средств материально-технического обеспечения, создание компьютерных систем информационной поддержки этих процессов (Integrated Supply Support Procedures);

Применение стандартизованных решений по кодификации изделий и предметов снабжения (Codification). В условиях России эта задача имеет более широкий смысл и трактуется как задача каталогизации - создание федерального реестра предметов снабжения, поставляемых для государственных нужд. Цель создания реестра - оптимизация госзаказа, в том числе исключение дублирования производства функционально и конструктивно эквивалентных предметов снабжения. В ходе каталогизации получают коды, используемые для их идентификации в процессах материально-технического снабжения; - создание и применение компьютерных систем планирования потребностей в средствах материально-технического обеспечения, формирования заявок (Order Administration) и управления контрактами (Invoicing) на поставку средств материально-технического обеспечения.

Рис. 1. Структура КСПИ

3. Виртуальное предприятие

Развитие КСПИ и обусловило появление новой организационной формы выполнения масштабных наукоемких проектов, связанных с разработкой, производством и эксплуатацией сложной продукции - так называемого «виртуального предприятия». Виртуальное предприятие создается посредством объединения на контрактной основе предприятий и организаций, участвующих в жизненном цикле продукции и связанных общими бизнес-процессами. Информационное взаимодействие участников виртуального предприятия осуществляется на основе общих хранилищ данных через общую корпоративную или глобальную сеть. Срок жизни виртуального предприятия определяется длительностью проекта или жизненного цикла продукции. Задача информационного взаимодействия особенно актуальна для временно создаваемых виртуальных предприятий, состоящих из географически удаленных друг от друга подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков с разнородными компьютерными платформами и программными решениями.

Создание виртуальных предприятий требует проработки общей схемы совместного функционирования и взаимодействия составных частей. Это выводит на первый план вопросы проектирования, анализа и, при необходимости, реинжиниринга внутренних и совместных бизнес-процессов, юридического взаимодействия и интеллектуальной собственности.

Информацию, используемую в ходе жизненного цикла, можно условно разделить на три класса: о продукции, о выполняемых процессах и о среде, в которой эти процессы выполняются. На каждой стадии создается набор данных, который используется на последующих стадиях. При наличии бумажной копии документа его подпись не вызывает никаких проблем, но в данном случае, когда сообщение идет полностью с помощью компьютера, появляется еще одна проблема - как заверять все необходимые документы. То есть практическая организация безбумажных бизнес-процессов возможна только при обеспечении легитимности электронного документа, заверенного ЭЦП. Техническим комитетом 431 «CALS-технологии» Госстандарта РФ в настоящее время разрабатывается проект соответствующего ГОСТа, в кагором электронный технический документ трактуется как «оформленная надлежащим образом в установленном порядке и зафиксированная на машинном носителе техническая информация, которая может быть представлена в форме, пригодной для ее восприятия человеком». Электронный технический документ логически состоит из двух частей: содержательной и реквизитной. Первая представляет собой собственно информацию, а вторая содержит аутентификационные и идентификационные данные электронного технического документа, в том числе набор обязательных атрибутов, одну или несколько электронно-цифровых подписей (рис. 2).

Рис. 2. Структура электронного технического документа

ЭЦП представляет собой набор знаков, генерируемый по алгоритму, определенному ГОСТ Р 34.0-94 и ГОСТ Р 34. - 94. ЭЦП является функцией от содержимого, подписываемого электронного технического документа и секретного ключа. Секретный ключ (код) имеется у каждого субъекта, имеющего право подписи и может храниться на дискете или смарт-карте. Второй ключ (открытый) используется получателями документа для проверки подлинности ЭЦП. При помощи ЭЦП можно подписывать отдельные файлы или фрагменты баз данных. В последнем случае программное обеспечение, реализующее ЭЦП, должно встраиваться в прикладные автоматизированные системы.

Примером базового средства, реализующего основные функции ЭЦП, является система «Верба», сертифицированная ФАПСИ.

4. Стандарты

Данные об изделии занимают значительную часть общего объема информации, используемой в ходе жизненного цикла. На их основе решаются задачи производства, материально-технического снабжения, сбыта, эксплуатации, ремонта и др. Информационная интеграция этих процессов и совместное использование данных обеспечиваются применением соответствующих стандартов. Представление конструкторско-технологических данных об изделии регламентируется стандартами серии ISO 10303 и ISO 13584 . В 1999-2000 годах Госстандартом РФ выпущена серия ГОСТ Р ИСО 10303, представляющая собой аутентичный перевод некоторых стандартов ISO 10303 , который поддерживается большинством современных зарубежных и отечественных систем CAD/САМ и PDM.

В соответствии с ISO 10303 электронная конструкторская модель изделия включает ряд компонентов:

1) Геометрические данные (твердотельные поверхности с топологией, фасеточные поверхности, сетчатые поверхности с топологией и без топологии, чертежи и т.п.).

2) Информация о конфигурации изделия и административные данные (идентификаторы страны, отрасли, предприятия, проекта, классификационные признаки и т.п., данные о вариантах состава и структуры изделия; данные об изменениях конструкции и информацию о документировании этих изменений; данные для контроля различных аспектов проекта или решения вопросов, связанных с особенностями и вариантами состава и конфигурации изделия; данные о контрактах, в соответствии с которыми ведется проектирование; сведения о секретности; условия обработки, в том числе финишной, данные о применяемости материалов, указанные проектировщиком для данного изделия; данные для контроля и учета выпущенной версии разработки; идентификаторы поставщиков и их квалификации).

3) Инженерные данные в неструктурированной форме, подготовленные с помощью различных программных систем в различных форматах.

Некоторые части стандарта ISO 10303 используются в качестве готовой модели данных для системы PDM (например, ISO 10303-203), а другие описывают конкретную технологию представления данных для информационного обмена между предприятиями (ISO 10303-21).

Для представления информации, необходимой при эксплуатации и техническом обслуживании изделия, используются технологии, регламентируемые стандартами ISO 8879 (Standard Generalized Markup Language), ISO 10744 (HyTime), а также спецификациями ассоциаций производителей аэрокосмической техники AECMA-1000D и АЕСМА-2000М (www. aecma.org).

В соответствие с требованиями стандартов эксплуатационная и ремонтная документация создается в форме интерактивных электронных технических руководств, интегрирующих данные и программные средства поддержки обслуживания, планирования потребностей в материальных ресурсах, контроля и диагностики, накопления данных о ходе эксплуатации.

5 . Экспорт промышленного бизнеса

Для владельцев бизнес инициативы - обладателей интеллектуальной собственности на производство с применением данной торговой марки, продаваемым товаром стала не только сама продукция, но и право на ее производство, как правило, ограниченное сроками или объемом выпуска. Оно подразумевает возможность экспорта лицензионного производства на удаленные территории, где имеются для этого благоприятные экономические условия.

Раньше было достаточно снабдить удаленное предприятие оборудованием, инструкциями и ресурсами, но сегодня возникла необходимость не просто копировать продукт, а поддерживать еще ряд его модификаций, оптимизированных под местный рынок. Разработка, подготовка производства, изготовление и поддержка адаптированного продукта все более возлагаются на региональное предприятие. Чтобы полноценно обеспечить его такой возможностью, хозяин торговой марки должен «экспортировать» самодостаточную модель бизнес процесса, со всеми его составляющими, только в уменьшенном масштабе. Для этого сами бизнес процессы должны быть хорошо формализованы и масштабируемы. В таком виде они представляют собой более дорогой вил интеллектуальной собственности, потому что для этого должна быть лучше развита среда его существования - информационные технологии. Это серьезный вызов для разработчиков информационных технологий.

6. Средства описания и анализа

Внедрение технологий КСПИ и создание интегрированной информационной системы на промышленном предприятии и, тем более, в условиях виртуального предприятия связано с глубокими исследованиями разнообразных бизнес-процессов, составляющих жизненный цикл изделия, что требует специальных средств их описания и анализа. Для этого применяется методология моделирования IDEF , позволяющая исследовать структуру, параметры и характеристики процессов в производственно-технических и организационно-экономических системах. Общая методология IDEF состоит из частных методологий, основанных на графическом представлении систем:

· IDEF0 для создания функциональной модели, отображающей процессы и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями;

· IDEF1 для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержки функций системы.

Обе методологии получили в США статус федеральных стандартов, а сегодня ведется работа по их стандартизации и в России .

Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания (моделирования) процессов. Базовыми элементами языка являются блоки, изображающие функции (операции, действия) в составе моделируемых процессов, и стрелки, изображающие информационные и материальные связи между блоками. С помощью блоков и стрелок составляются диаграммы, описывающие процессы, операции и действия. Каждый блок на любой диаграмме может быть подвергнут декомпозиции с целью более подробного раскрытия его содержания. Результатом декомпозиции является новая, дочерняя, диаграмма. Множество всех диаграмм образует собственно функциональную модель.

Функциональная модель может иметь любую необходимую глубину декомпозиции, вплоть до описания действий, выполняемых отдельными специалистами на конкретных рабочих местах, с указанием условий выполнения и перечня используемых ресурсов.

Описания бизнес-процессов в форме функциональных моделей имеют ряд преимуществ.

· Модель является своеобразной «программой управления» персоналом, поскольку определяет, кто, при каких условиях и с использованием каких ресурсов выполняет те или иные функции.

· Модель определяет материальные потоки и документооборот и позволяет установить регламенты обмена результатами различных процессов.

· Модель служит методической основой для настройки прикладных программных систем.

· Модель является удобным средством анализа, пригодным для поиска путей совершенствования организации и управления процессами.

Кроме данных, относящихся к изделиям и бизнес-процессам, в интегрированной информационной системе должна содержаться информация о производственной и управленческой структуре, технологическом и вспомогательном оборудовании, персонале, финансах и т.д. Номенклатура этих данных хорошо известна специалистам, создающим и эксплуатирующим АСУП. С позиций методического единства можно считать, что в рамках концепции КСПИ эти данные должны быть организованы и управляемы средствами, аналогичными системам PDM.

7. Преимущества, обеспечиваемые применением КСПИ

Применение концепции КСПИ в процессах разработки, производства и эксплуатации продукции обеспечивает:

· расширение области деятельности предприятий путем кооперации с другими предприятиями. Эффективность взаимодействия достигается стандартизацией способов представления информации на разных стадиях и этапах жизненного цикла и возможности ее последующего использования. Современные ИТ позволяют строить производственную кооперацию в форме «виртуальных предприятий». Становится возможной кооперация не только посредством поставки готовых компонентов, но и посредством выполнения отдельных этапов и задач в процессах проектирования, производства и эксплуатации;

· повышение эффективности деятельности предприятий за счет использования информации, подготовленной партнерами; сокращения затрат на документооборот; преемственности результатов работы в комплексных проектах и возможности изменения состава участников без потери уже достигнутых результатов;

· повышение «прозрачности» и «управляемости» бизнес-процессов, их анализа и реинжиниринга на основе функциональных моделей;

· гарантию качества продукции.

Литература

компьютерный электронный документ изделие

Компьютеризированные интегрированные производства и CALS-технологии в машиностроении. Под ред. д.т.н., проф. Б.И. Черпакова. ГУП «ВИМИ», М., 1999, 512 c.

NATO CALS Handbook, 2000

DEF-STAN-0060. Integrated Logistic Support, 1999

ГОСТ Р 34.10-94 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма

ГОСТ Р 34.11-94 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования

Методология функционального моделирования. Рекомендации по стандартизации (Проект). М.: Госстандарт РФ. 2001

Александр Громов, Мария Каменнова, Александр Старыгин. Управление бизнес-процессами на основе технологии Workflow. «Открытые системы», 1997, №1

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

    Описание жизненного цикла изделия. Анализ возможных видов отказов, их последствий и критичности, учет риска внезапных отказов. Разработка предложений по материально-техническому снабжению. Комплексные показатели надежности и логистической поддержки.

    курсовая работа , добавлен 22.09.2015

    Сущность процессного подхода. Этапы планирования жизненного цикла продукции. Анализ ассортимента и качества продукции предприятия, проведение маркетинговых исследований. Проектирование и разработка новых колбасных изделий, технология их производства.

    дипломная работа , добавлен 27.06.2012

    Изучение негативных экологических аспектов и опасных производственных факторов. Миссия и политика деятельности предприятия. Характеристика специальных процессов интегрированной системы менеджмента. Описание процесса "Планирование производства продукции".

    курсовая работа , добавлен 05.01.2013

    История производственного менеджмента. Функции, цели, производственная структура предприятия. Понятие жизненного цикла товара. Связь маркетинга и производства. Инновации и инновационный процесс. Конструкторская и технологическая подготовка производства.

    шпаргалка , добавлен 14.06.2010

    Основная концепция жизненного цикла предприятия. Методики для описания жизненного цикла предприятия. Оценка показателей экономической, финансовой, управленческой деятельности предприятия, особенности выбора стратегии его развития на соответствующем этапе.

    курсовая работа , добавлен 09.12.2009

    Концепция, основные стадии и виды жизненного цикла продукции. Особенности маркетинговых решений на разных этапах жизненного цикла. Анализ жизненного цикла продукции на примере компании "Сименс". Характеристика предприятия и выпускаемой продукции.

    курсовая работа , добавлен 26.10.2015

    Организация поточного производства и расчет основных параметров поточной линии. Расчет программы запуска изделий и трудоемкости по операциям техпроцесса. Определение хозрасчетного экономического эффекта от внедрения новой технологии производства изделия.

    курсовая работа , добавлен 05.01.2011

    Механизм управления организацией по стадиям ее жизненного цикла и направления его совершенствования. Один из вариантов деления жизненного цикла организации на соответствующие временные отрезки. Модель жизненного цикла Ларри Грейнера и Ицхака Адизеса.

    курсовая работа , добавлен 23.05.2015

    Организация основного производства. Понятие и классификация производственных процессов. Технологическая цепочка производства изделий. Расчет длительности производственного цикла простого процесса. Пути сокращения длительности производственных циклов.

    презентация , добавлен 06.11.2012

    Понятие и концепции моделей жизненного цикла организаций. Стратегии управления организацией на этапах жизненного цикла. Проблема формирования критериев определения стадии жизненного цикла. Возникновение, развитие, стагнация, возрождение организации.

Одними из важнейших функций инженера являются проектирование изделий и технологических процессов их изготовления. В связи с этим САПР принято делить по крайней мере на два основных вида:

САПР изделий (САПР И);

САПР технологических процессов (САПР ТП) их изготовления.

Ввиду того, что на Западе сложилась своя терминология в области автоматизированного проектирования и она часто используется в публикациях, будем рассматривать и «западные» и отечественные термины.

САПР изделий. На Западе эти системы называют CAD (Computer Aided Design). Здесь Computer - компьютер, Aided - с помощью, Design - проект, проектировать, т.е. по - существу термин «CAD» можно перевести как «проектирование с помощью компьютера». Эти системы выполняют объемное и плоское геометрическое моделирование, инженерные расчеты и анализ, оценку проектных решений, изготовление чертежей.

Научно - исследовательский этап САПР иногда выделяют в самостоятельную автоматизированную систему научных исследований (АСНИ) или, используя западную терминологию, автоматизированную систему инжиниринга - CAE (Computer Aided Engineering). Пример такой системы в России - «изобретающая машина», поддерживающая процесс принятия человеком новых нестандартных решений, иногда и на уровне изобретений.

САПР технологии изготовления. В России эти системы принято называть САПР ТП или АС ТППП (автоматизированные системы технологической подготовки производства). На Западе их называют CAPP (Computer Automated Process Planning). Здесь Automated - автоматический, Process - процесс, Planning - планировать, планирование, составление плана. С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы и оформляют их в виде маршрутных, операционных, маршрутно - операционных карт, проектируют технологическую оснастку, разрабатывают управляющие программы для станков с ЧПУ.

Более конкретное описание технологии обработки на оборудовании с ЧЧПУ (в виде кадров управляющей программы) вводится в автоматизированную систему управления производственным оборудованием (АСУПР), которую на Западе принято называть CAM (Computer Aided Manufacturing). Здесь Manufacturing - производство, изготовление. Техническими средствами, реализующими данную систему, могут быть системы ЧПУ станков, компьютеры, управляющие автоматизированными станочными системами.

Помимо этого различают: систему производственного планирования и управления PPS (Produktionsplaungs system), что соответствует отечественному термину АСУП (автоматизированная система управления производством), а также систему управления качеством CAQ (Computer Aided Qulity Control). Здесь Qulity - качество, Control - управление. В России используется термин АСУК (автоматизированная система управления качеством).

Самостоятельное использование систем CAD, CAM дает экономический эффект. Но он может быть существенно увеличен их интеграцией посредством CAPP. Такая интегрированная система CAD/CAM на информационном уровне поддерживается единой базой данных. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат проектирования в системе CAD), о технологии изготовления (как результат работы системы CAPP) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе CAM на оборудовании с ЧПУ) - рисунок 40.

Основные системы компьютерно - интегрированного производства (КИП) показаны на рисунке 41.Этапы создания изделий могут перекрываться во времени, т.е. частично или полностью выполняться параллельно. На рисунке 41 показаны лишь некоторые связи этапов жизненного цикла изделий и автоматизированных систем. Так, например, автоматизированная система управления качеством взаимосвязана практически со всеми этапами жизненного цикла изделия.

Рисунок 40 - Элементы интегрированной системы


Рисунок 41 - Основные системы компьютерно-интегрированного производства

В настоящее время основной тенденцией в достижении высокой конкурентоспособности западных и российских предприятий является переход от отдельных замкнутых САПР и их частичного объединения к полной интеграции технической и организационной сфер производства. Такая интеграция связывается с внедрением модели компьютерно - интегрированного производства (КИП) или в западной версии CIM (Computer Integrated Manufacturing).

Информационная структура компьютерно - интегрированного производства показана на рисунке 42.

Рисунок 42 - Информационная структура компьютерно-интегрированного производства

В структуре компьютерно - интегрированного производства выделяются три основных иерархических уровня:

  • 1. Верхний уровень (уровень планирования), включающий в себя подсистемы, выполняющие задачи планирования производства.
  • 2. Средний уровень (уровень проектирования), включающий в себя подсистемы проектирования изделий, технологических процессов, разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.
  • 3. Нижний уровень (уровень управления) включает в себя подсистемы управления производственным оборудованием.

Построение компьютерно - интегрированного производства включает в себя решение следующих проблем:

информационного обеспечения (отход от принципа централизации и переход к координированной децентрализации на каждом из рассмотренных уровней как путем сбора и накопления информации внутри отдельных подсистем, так и в центральной базе данных);

обработки информации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем);

физической связи подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ, включая использование вычислительных систем).

Внедрение компьютерно - интегрированного производства значительно сокращает общее время прохождения заказов за счет:

уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов;

перехода от последовательной к параллельной обработке;

устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачи данных (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий).

Компьютеризированное Интегрированное Производство - применение гибких производственных систем, управляемых интегрированной системой управления производством.

CIM (Computer-Integrated Manufacturing) – модель архитектуры информационных систем, в соответствии с которой все производственные процессы контролируются посредством CAD- и CAM-систем.

В соответствии с моделью CIM все информационные системы предприятия делятся на уровни по двум критериям: дискретность оси времени, в единицах которой функционируют информационные системы, и объемы данных, обрабатываемых на каждом уровне модели. В рамках концепции CIM информационные системы образуют пирамиду. Системы верхнего уровня оперируют данными на относительно больших временных промежутках, а нижнего - имеют дело с большим потоком данных реального времени. Каждое сечение пирамиды имеет площадь, пропорциональную объему обрабатываемых данных. На вершине этот объем минимален, в основании - максимален. Для связи дискретной оси времени наверху пирамиды с событиями реального времени в ее основании используются промежуточные системы цехового уровня, (Production Control, или Manufacturing Execution Systems - MES).

Один из вариантов модели CIM.

Нижний уровень модели представляют элементы сбора данных (датчики), средний - устройства с программным управлением (например, контроллеры станков с ЧПУ), затем идут автоматизированные системы диспетчерского управления SCADA, взаимодействующие с оборудованием. Над ними находятся MES-системы, собирающие данные о технологических процессах и предоставляющие информацию для ERP-систем.

Одной из основных концепций CIM было понятие интерфейса, т. е. способа взаимодействия информационных систем. При этом разработчиков модели не интересовало, какая именно информация передается с помощью интерфейсов (с какой частотой и точностью, как она преобразуется в процессе обмена данными) - в фокусе их внимания находились способы связывания систем различного уровня. CIM предлагала лишь модель развития различных видов интерфейсов интеграции приложений.

Особенностью модели CIM является практически полное отсутствие информационных потоков из внешней рыночной среды. Авторы CIM полагали, что в условиях постоянного рыночного спроса, избытка клиентов и недостатка товаров ключевыми бизнес-целями должны быть стабилизация производственных процессов и обеспечение надлежащего качества продукции. Таким образом, с биологической точки зрения предприятие уподоблялось простейшему организму, живущему по своим собственным законам, не взаимодействующему со своими “сородичами” и находящемуся в относительном равновесии с внешней средой. При этом основным назначением его информационной системы является сбор информации о собственном состоянии с целью поддержания внутреннего равновесия.



Задачи модели CIM

· Улучшение способа применения информационных технологий для сбора, обработки и использования информации на предприятиях с дискретным типом производства.

· Устранение островков автоматизации, т. е. информационных систем, обслуживающих определенную группу пользователей, решающих локальную задачу и не взаимодействующих с иными информационными системами (например, геометрические модели, создаваемые в САПР).

· Повышение производительности и конкурентоспособности предприятия.

Недостатки модели CIM

· Не учитывался человеческий фактор.

· Не было четкой методологии внедрения модели.

· Не удавалось правильно оценить трудозатраты на создание интеграционных решений.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал РГГУ в г. Санкт-Петербурге.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Интегрированные производственные системы

Санкт-Петербург 2009

Введение

Технологии в производстве

Интегрированные производственные системы

Технологии в сфере услуг

Заключение


Введение

В современном миру технологический прогресс не ограничивается только использованием компьютерной техники, а определяется также многочисленными новинками, которые появились в результате создания новых материалов и способов изготовления продукции, появления различных научных открытий (например, в генной инженерии). Достаточно вспомнить, что реальная перспектива создания автомобиля, не требующего замены масла, стала прямым результатом разработки нового синтетического масла в сочетании с применением новых материалов для изготовления деталей двигателя и усовершенствованных методов их обработки. Одной из важнейших сфер технологического прогресса является вторичное использование промышленной продукции. К примеру, в США разработаны и действуют правительственные программы, согласно которым компоненты многих видов продукции, особенно изготовленные из пластика, после окончания их срока службы подлежат вторичной переработке. Эти программы налагают на компании ответственность за уничтожение или повторное применение выпускаемой ими продукции. Специалисты предсказывают, что основную роль в реализации этих программ будет играть разработка новых технологий в материаловедении.

1. Технологии в производстве

Основным результатом появления новых технологий в техническом обеспечении стал более высокий уровень автоматизации процессов; благодаря им создается оборудование, выполняющее трудоемкие операции, которые раньше выполнялись людьми. В качестве примеров можно назвать станки с числовым программным управлением, обрабатывающие центры, промышленные роботы, автоматизированные системы подачи материалов и гибкие производственные системы. Все это оборудование, которое управляется компьютером, широко применяется в производстве.

Технологии, основанные на разработках программного обеспечения, широко используются при проектировании продукции, а также для анализа и планирования производственной деятельности. Наиболее известны из них системы автоматизированного проектирования и автоматизированные системы планирования и управления производством.

Станки с числовым программным управлением (станки с ЧПУ- Numerically Controlled Machine) состоят из обычного станка, который применяется для обточки, сверления или шлифовки всевозможных деталей, и компьютера, управляющего последовательностью операций, выполняемых машиной. Станки с ЧПУ впервые стали применять в 60-х годах компании в аэрокосмической промышленности, и с этого времени они широко используются во многих других отраслях. В самых современных моделях станки с ЧПУ имеют замкнутые системы автоматического управления с обратной связью (Feedback Control Loops), которые определяют положение инструмента и детали в процессе обработки, постоянно сравнивают фактическое положение с запрограммированным и при необходимости корректируют его. Такой процесс часто называют адаптивным управлением.

По сравнению со станками с ЧПУ обрабатывающие центры (Machining Centers) обеспечивают еще более высокий уровень автоматизации. В таком оборудовании не только выполняется автоматическое управление процессом работы, но и осуществляется автоматический выбор и установка инструмента, в зависимости от того, какой инструмент нужен для выполнения той или иной операции. Кроме того, такой центр можно оборудовать автоматической транспортной системой челночного типа, которая позволяет в процессе обработки какой-либо детали на станке автоматически загружать в специальные приспособление необработанные детали, а готовые - выгружать.

Промышленные роботы (Industrial Robots) используются для замены человека при выполнении многократно повторяющихся операций, а также опасной, вредной и рутинной работы.

Роботы - это перепрограммируемые многофункциональные машины, оснащенные так называемым рабочим органом робота. Примером таких рабочих органов могут служить захваты (захватные устройства) для поднятия деталей либо таких инструментов, как гаечный ключ, сварочный аппарат или краскораспылитель.

Современные роботы оснащены устройствами, обеспечивающими визуальную, сенсорную и ручную координацию. Кроме того, существуют модели, которые можно «научить» определенной последовательности движений в трехмерном пространстве. Для этого рабочий совершает необходимые для данной операции конкретные движения совместно с рабочим органом робота, а вычислительная машина регистрирует эти движения в своей памяти и по команде может точно воспроизвести их. Приобретение такого оборудования зачастую быстро окупаются благодаря экономии затрат на рабочую силу.

Автоматизированные системы подачи материалов (Automated Materials Handling Systems - АМН) служат для повышения эффективности транспортировки, хранения и пополнения материальных запасов. Примерами могут служить компьютеризированные транспортеры и системы автоматизированного хранения и пополнения запасов (Automated Storage And Retrieval Systems - AS/RS), в которых компьютеры определяют автоматическим погрузчикам, какой груз следует поднять и куда переместить. Разработаны также системы автоматически управляемых транспортных средств (Automated Guided Vehicle - AVG), в которых для направления так называемых робокаров (машин, движущихся без водителя) на различные участки завода используются проложенные под полом электрические провода. Системы АМН обладают целым рядом преимуществ, в частности они обеспечивают быстрое перемещение материалов и меньший объем товарно-материальных запасов, сокращается площадь складских помещений и процент повреждения продукции и значительно повышается производительность.

Перечисленные выше элементы автоматизации можно объединить в так называемые производственные ячейки (Manufacturing Cells) и даже в целые гибкие производственные системы (Flexible Manufacturing Systems - FMS). Производственная ячейка может состоять, например, из одного робота и одного обрабатывающего центра. Робот можно запрограммировать таким образом, чтобы он автоматически вставлял детали в обрабатывающий центр и затем удалял обработанную деталь, что позволяет заменить оператора. FMS - это полностью автоматизированная производственная система, состоящая из обрабатывающих центров с автоматической подачей и выгрузкой деталей, системы автоматически управляемых транспортных средств для перемещения деталей от машины к машине и других элементов автоматизации, позволяющих организовать производство, в котором практически не участвует человек. Чтобы обеспечить бесперебойную работу таких систем, в них широко применяются сложнейшие системы автоматизированного управления.

Так же существуют Системы программного обеспечения:

Системы автоматизированного проектирования (Compu-ter-Aided Design - CAD) позволяют использовать в ходе проектирования продукции и технологических процессов мощь компьютерной техники. CAD объединяет несколько автоматизированных методов, основными из которых являются компьютерная графика и автоматизированное моделирование (Computer-Aided Engineering - САЕ). Компьютерная графика применяется для исследования визуальных характеристик продукции, а САЕ - для оценки ее инженерных характеристик.

Система автоматизированного проектирования применяется при разработке практически любой продукции, от компьютерных чипов до картофельных чипсов.

Современные производители используют методы автоматизированного проектирования при разработке купальных костюмов по индивидуальным заказам. Мерки, снятые с будущего владельца, закладываются в специальную компьютерную программу вместе с информацией о модели, выбранной заказчиком. Работая с клиентом, проектировщик изменяет дизайн костюма на экране компьютера, на котором изображена фигура человека, одетая в конкретную модель. Затем компьютер распечатывает окончательный образец, на основе которого кроится и шьется полностью соответствующий пожеланиям заказчика купальный костюм.

Автоматизированными системами планирования и управления производством (Automated Manufacturing Planning and Control Systems - MP&CS) называют компьютерные информационные системы, помогающие планировать процесс, составлять графики и следить за ходом выполнения производственных операций. Эти системы непрерывно получают из заводских цехов сведения о состоянии работ, поступлении материалов и т.д., и составляют наряд-заказы на изготовление и поставку. Сложные автоматизированные системы планирования и управления производством выполняют обработку поступивших заказов, управляют работой в цехах и закупками и ведут производственный учет.

2. Интегрированные производственные системы

Все описанные выше методы автоматизации объединяются в единую интегрированную производственную систему (Computer-Integrated Manufacturing - CIM). CIM представляет собой автоматизированную версию производственного процесса, в которой три основные производственные функции - проектирование продукции и технологического процесса, планирование и управление и собственно производственный процесс - обеспечиваются описанными выше автоматизированными методами. Кроме того, компьютерными технологиями замещаются также традиционные механизмы устного и письменного общения. Такое высоко автоматизированное и интегрированное производство называют также полной заводской автоматизацией и заводом будущего. Во врезке «Производство по индивидуальному заказу» описывается, каким может стать производственный процесс в будущем. Все методы, объединенные в систему CIM, взаимосвязаны, поскольку пользуются общей интегрированной базой данных. Так, например, благодаря интеграции данных системы CAD могут объединяться с системами автоматизированного производства (Computer-Aided Manufacturing - САМ), т.е. программами для обработки деталей с применением числового программного управления, а автоматизированные системы планирования и управления производством - с автоматизированными системами подачи материалов, что значительно ускоряет процесс составления ведомостей необходимых деталей. Таким образом, в полностью интегрированной системе отдельные функции проектирования, тестирования, изготовления, сборки, контроля качества и управления материалами не только автоматизированы, но и связаны как между собой, так и с процессом производственного планирования и составления графиков.

3. Технологии в сфере услуг

Основным элементом снижения стоимости, повышения качества и скорости выполнения операций, связанных с предоставлением услуг, является способность сервисной компании эффективно управлять потоком информации и ее обработкой.

Стремительное развитие электроники привело к тому, что за последние несколько десятков лет в сервисном секторе экономики стали широко применяться самые разнообразные новые информационные технологии.

Офисная автоматизация (Office Automation) достигается интеграцией различных офисных технологий с усовершенствованными офисными процессами, целью которой является повышение эффективности и производительности работы офисных служащих. Офисную автоматизацию нередко связывают с такими технологиями, как персональные компьютеры, текстовые редакторы, электронные таблицы, электронная и голосовая почта, факсимильное оборудование и проведение телеконференций. Инструменты офисной автоматизации как раз предназначены для формирования новых сведений и знаний и их эффективного использования.

Текстовые редакторы и электронные таблицы - это две офисные системы из огромного множества, позволяющие преобразовать идеи и данные в знания, представленные в понятной для любого будущего пользователя форме. Текстовые редакторы значительно повышают производительность обработки документации, поскольку сокращают время создания проектов текстовых материалов, их редактирования, одобрения, копирования, печати и хранения. Благодаря применению электронных таблиц сокращаются сроки организации, анализа и интерпретации огромных объемов данных. Электронная почта и факс позволяют быстро и эффективно передавать и распространять информацию среди других пользователей и хранить ее для последующего использования. Цели голосовой почты в основном аналогичны электронной, но она предназначена для передачи, хранения и получения вербальной информации. Все эти инструменты используются для быстрого и простого обмена информацией, однако есть одна технология, а именно - телеконференции, которая позволяет обеспечивать интерактивный обмен информацией и образами в реальном времени. Благодаря этому данная технология постепенно вытесняет практику обычных собраний, что уже привело к значительному сокращению командировочных расходов, обеспечив при этом быструю реакцию на любые проблемы, возникающие в самых разных точках мира.

В системах распознавания образов (Image Processing Systems) современные цифровые и оптические технологии используются для сканирования, ввода, хранения и воспроизведения образов любого уровня сложности. Например, оборудование для распознавания образов широко применяется в банках при проведении операций по кредитным карточкам и при проверке чеков.

После этого устройство для распознавания знаков анализирует номер счета полученного цифрового образа (с точностью до 99%), и оператор регистрирует суммы расходов с использованием цифровых образов, а не бумажного бланка. Такая система не только повышает точность процедуры выписывания счетов, но и позволяет операторам, непосредственно обслуживающим клиентов, находить учетные данные по операциям в течение считанных секунд, а не дней (которые иногда требуются для поиска данных, хранящихся на микропленке).

Новые технологии, использующие штрих-коды и сканирование, позволили значительно снизить уровень товарно-материальных запасов супермаркетов и магазинов, торгующих со скидками. Кроме того, с их помощью эти магазины могут точнее отслеживать структуру сбыта.

Электронный обмен данными (Electronic Data Interchange - EDI) представляет собой процесс, в ходе которого данные информационной системы одной фирмы (например, закупочной) электронным способом преобразуются во вводимые данные информационной системы другой фирмы (например, по сбыту) без каких-либо задержек, неизбежных при использовании обычной почты, и обеим фирмам при этом не приходится заниматься вводом этих данных. Так, например, торговая сеть готовой одежды Limited воспользовалась системой EDI для связи всех своих магазинов с текстильной фабрикой, находящейся в Гонконге. Эта система получает от всех магазинов информацию о сбыте, обрабатывает ее и отсылает результаты обработки обратно.

После этого фабрика приступает к производству именно тех изделий, которые продаются лучше всего. Банк Wells Fargo Bank позволяет своим клиентам - коммерческим фирмам самостоятельно управлять их кассовыми счетами путем введения данных непосредственно на счета в компьютере банка через систему электронного обмена. Электронный обмен данными широко используется как в производственном, так и в сервисном секторе экономики. В общем, эта технология обеспечивает эффективное средство быстрого обмена информацией между поставщиками какой-либо продукции или услуг и их потребителями.

Системы принятия решений и экспертные системы. Многие описанные выше информационные технологии предназначены для повышения эффективности передачи, хранения, получения и обработки данных. По сравнению с ними системы принятия решений и экспертные системы (Decision Support and Expert Systems) представляют собой шаг вперед, поскольку обеспечивают поддержку в процессе принятия решений, а порой даже заменяют этот процесс. Они незаменимы при определении альтернатив, сборе и анализе информации, необходимой для оценки этих альтернатив, и при выборе оптимального решения или наиболее выгодных альтернатив. Эти системы также эффективно используются для оценки затрат или других последствии принятия того или иного решения, предложенного менеджером. Например, банк Chemical Bank разработал экспертную систему на персональных компьютерах для оценки проведения розничных банковских операций с клиентами.

Она получила название Genesys и предназначена для обеспечения непосредственного контакта различных групп банковских клерков с клиентами. Одной из характеристик этой системы является ее способность принимать решения о предоставлении ссуд частным лицам на основе автоматизированной оценки кредита. В ходе этой оценки экспертная система анализирует информацию о клиенте, полученную из самых разных баз данных, и принимает решения, основываясь на стандартных правилах, разработанных опытными специалистами по предоставлению ссуд.

Сегодня трудно найти организацию, в офисе которой стоял бы один универсальный компьютер, выполняющий все вычислительные функции. Обычно персональные компьютеры и мощные вычислительные машины соединяются в единую систему, или сеть, как между собой, так и с принтерами, факс-аппаратами, ксероксами и другой офисной техникой через телекоммуникационные каналы связи. Такое распределение компьютерных мощностей в пределах организации называют также распределенной обработкой данных. Очень часто оно достигается с помощью архитектуры клиент/сервер, которая состоит в том, что сети персональных компьютеров конечных пользователей (клиентов) объединяются более производительными компьютерами или крупными вычислительными станциями или даже мощными компьютерами, которые служат серверами или суперсерверами.

Сетевые компьютерные системы позволяют клиентам общаться между собой электронным способом и совместно пользоваться аппаратным обеспечением, программами, данными и другими ресурсами. Например, конечные пользователи локальной офисной вычислительной сети (Local Area Network - LAN), состоящей из нескольких микрокомпьютеров, могут совместно пользоваться пакетами программного обеспечения и большими базами данных, хранящимися на сервере, и распечатывать документы на дорогом лазерном принтере, обеспечивающем высочайшее качество печати. В последние два десятилетия неуклонное снижение цен и расширение возможностей микрокомпьютеров и каналов телекоммуникационной связи способствовали широкому распространению сетей типа клиент/сервер, и похоже, что в будущем эта тенденция только усилится.

Заключение

программный технология автоматизированный

Прогресс технологий имеет первостепенное значение для повышения производительности труда в большинстве стран мира. Фирмы, которые раньше других приобретают и успешно внедряют технологические новинки, получают значительное конкурентное преимущество. Хотя каждая из описанных в этом дополнении производственных и информационных технологий представляет собой мощный инструмент и может применяться отдельно от других, выгоды от применения новых технологий растут в геометрической прогрессии, если они используются в комплексе. Это особенно верно по отношению к интегрированным производственным системам (CIM).

Выгоды и преимущества внедрения большинства современных технологий не носят стопроцентного материального характера, и часто их можно оценить только через некоторое время. Использование традиционных методов калькуляции затрат и обычного финансового анализа может привести к созданию неточной картины потенциальных преимуществ применения таких технологий, как CIM. Следовательно, при оценке окупаемости инвестиций в новые технологии следует принимать во внимание выгоды стратегического характера. Далее, поскольку капитальные издержки на многие современные технологии, как правило, очень велики, каждая компания перед их приобретением должна максимально точно оценить связанные с их внедрением риски.

Внедрение гибких производственных систем или систем принятия решений требует значительных затрат как материального, так и морального характера. Нередко инвестиции в такие системы бывают для малых и средних фирм недоступной роскошью. Однако, по мере совершенствования технологий и их дальнейшего распространения, стоимость их постепенно снижается и приобрести их скоро смогут даже небольшие компании. Учитывая сложную интеграционную природу новых технологий, следует отметить, что для их успешного внедрения необходима полная заинтересованность в этом как руководства, так и служащих компании.

Список использованных источников

1.Балашов А. Производственный менеджмент (организация производства) на предприятии. Завтра экзамен - СПб.: Питер, 2009.

Горфинкель В.Я. Экономика предприятия. Учебник для ВУЗов - , 2004.

Глухов В.В. Производственный менеджмент - СПб.: Лань, 2008.

Желтенков А.В. Управление операциями. Операционный менеджмент

Учебное пособие. - М.: ФБК-ПРЕСС, 2005.

Ильенкова С.Д. Производственный менеджмент учебник для вузов. - М.: Юнити-Дана, 2002.

Лысикова О.В. Операционный менеджмент туризма. Уч. пос. - М.: МПСИ, 2006.

Макаренко М.В. Производственный менеджмент. Учебное пособие для ВУЗов - М.: Приор, 1998.

Фатхутдинов Р.А. Производственный менеджмент: Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2008.

Чейз Р. и Др. Производственный и операционный менеджмент. - М.: Вильямс, 2007.

Системы компьютеризированного интегрированного производства (CIM) - естественный этап развития информационных технологий в области автоматизации производственных процессов, связанный с интеграцией гибкого производства и систем управления ими. Исторически первым решением в области развития систем управления технологическим оборудованием была технология Numerical Control (NC), или числового программного управления. В основу автоматизации производственных процессов закладывался принцип максимально возможной автоматизации, почти полностью исключающей участие человека в управлении производством. Первые системы прямого числового программирования (Direct Numerical Control - DNC) позволяли компьютеру передавать данные программы в контроллер станка уже без участия человека. В условиях динамичных производств станки и агрегаты с жесткой функциональной структурой и компоновкой заменяются на гибкие производственные системы (Flexible Manufacturing System - FMS), а позже - на реконфигурируемые производственные системы (Reconfigurable Manufacturing System - RMS). В настоящее время ведутся работы по созданию реконфигурируемых производств и предприятий (reconfigurable enterprises).

Развитие компьютерного управления производством было реализовано в нескольких областях управления, таких как планирование производственных ресурсов, учет, маркетинг и продажи, а также в области развития технологий, поддерживающих интеграцию CAD/CAM/CAPP-систем, обеспечивающих техническую подготовку производства. Информационные системы этого класса существенно отличались от систем автоматизации в технических системах, трудно формализуемые и неформализуемые задачи управления производством, преобладающие в сложных производственно-экономических системах, не могли быть решены без участия человека. Полный потенциал компьютеризации в производственных системах не может быть получен, когда все сегменты управления производством не интегрированы. На практике это поставило задачу общей интеграции производственных процессов с другими информационными системами управления предприятием. Возникла потребность в возможности передачи данных через различные функциональные модули системы управления производством, объединении основных компонентов интегрированной автоматизированной системы управления производством. Понимание этого привело к появлению концепции компьютеризированного интегрированного производства (CIM), реализация которой потребовала развития целой линейки компьютерных технологий в системах управления производством на основе принципов интеграции.

Основное различие между комплексной автоматизацией производства и компьютеризированным интегрированным производством заключается в том, что комплексная автоматизация касается непосредственно технических производственных процессов и работы оборудования. Автоматизированные системы управления производственными процессами предназначены для выполнения сборки, обработки материалов и контроля производственных процессов практически без участия человека. CIM включает в себя использование компьютерных систем для автоматизации не только основных (производственных), но и обеспечивающих процессов, таких как, например, информационные, процессы управления в финансово-экономической области, процессы принятия проектных и управленческих решений.

Концепция компьютеризированного интегрированного производства (CIM) подразумевает новый подход к организации и управлению производством, новизна которого состоит не только в применении компьютерных технологий для автоматизации технологических процессов и операций, но и в создании интегрированной информационной среды для управления производством. В концепции CIM особую роль играет интегрированная компьютерная система, ключевыми функциями которой является автоматизация процессов проектирования и подготовки производства изделий, а также функции, связанные с обеспечением информационной интеграции технологических, производственных процессов и процессов управления производством.

Компьютеризированное интегрированное производство объединяет следующие функции:

  • проектирование и подготовку производства;
  • планирование и изготовление;
  • управление снабжением;
  • управление производственными участками и цехами;
  • управление транспортными и складскими системами;
  • системы обеспечения качества;
  • системы сбыта;
  • финансовые подсистемы.

Таким образом, компьютеризированное интегрированное производство охватывает весь спектр задач, связанных с развитием продукта и производственной деятельности. Все функции осуществляются с помощью специальных программных модулей. Данные, необходимые для различных процедур, свободно передаются от одного программного модуля к другому. В CIM используется общая база данных, которая позволяет с помощью интерфейса обеспечивать доступ пользователя ко всем модулям производственных процессов и связанных с ним бизнес-функций, которые интегрируют автоматизированные сегменты деятельности или производственного комплекса. При этом CIM снижает и практически исключает участие человека в производстве и тем самым позволяет ускорить производственный процесс и снижает коэффициент сбоев и ошибок.

Существует немало определений CIM. Наиболее полное из них - определение Ассоциации компьютерных автоматизированных систем (CASA/ SEM), разработавшей концепцию компьютеризированного интегрированного производства. Ассоциация определяет CIM как интеграцию общего производственного предприятия с управленческой философией, которая улучшает организационную и кадровую эффективность . Дэн Эпплтон, президент Dacom Inc., рассматривает CIM как философию управления производственным процессом .

Компьютеризированное интегрированное производство рассматривается как целостный подход к деятельности производственного предприятия в целях оптимизации внутренних процессов. Этот методологический подход применяется ко всем видам деятельности: от проектирования продукта до сервисного обслуживания на комплексной основе с использованием различных методов, средств и технологий для того, чтобы добиться улучшения производства, снижения затрат, выполнения плановых сроков поставки, улучшения качества и общей гибкости в производственной системе. При таком целостном подходе экономические и социальные аспекты имеют такое же значение, как технические аспекты. CIM также охватывает смежные области, в том числе автоматизирует процессы общего управления качеством, реинжиниринга бизнес-процессов, параллельного проектирования, документооборота, планирования ресурсов предприятия и гибкого производства.

Динамическая концепция производственного предприятия с точки зрения развития систем компьютеризированного интегрированного производства рассматривает производственную среду компании как совокупность аспектов, включая:

  • особенности внешней среды предприятия. Рассматриваются такие характеристики, как глобальная конкуренция, забота об окружающей среде, требования к системам управления, сокращение цикла производства продукции, инновационные способы производства изделий и необходимость быстрого реагирования на изменения внешней среды;
  • поддержку принятия решений , что определяет необходимость углубленного анализа и применения специальных методов для принятия эффективных управленческих решений. Для того чтобы оптимально распределить инвестиции и оценить эффект от внедрения сложных систем в виртуальном территориально-распределенном производстве, компания должна нанимать высококвалифицированных специалистов - группу поддержки принятия решений. Такие специалисты должны принимать решения, основываясь на данных, получаемых из внешней среды и из производственной системы, используя подходы к решению слабоструктурированных задач;
  • иерархичность. Все процессы управления в производственной системе разбиваются по сферам автоматизации;
  • коммуникационный аспект. Отражает необходимость в обмене данными между различными системами и в поддержании глобальных коммуникационных и информационных связей как по каждому контуру управления, так и между различными контурами;
  • системный аспект , который отражает саму систему компьютерноинтегрированного производства как инфраструктуру, лежащую в основе сознания единой компьютерно-интегрированной среды предприятия.

Практический опыт создания и эксплуатации современных CIM показывает, что система CIM должна охватывать процессы проектирования, изготовления и сбыта продукции. Проектирование должно начинаться с изучения конъюнктуры рынка и кончаться вопросами доставки продукции потребителю. Рассматривая информационную структуру CIM (рис. 2.4), можно условно выделить три основных, иерархически связанных между собой уровня. К подсистемам CIM верхнего уровня относятся подсистемы, выполняющие задачи планирования производства. Средний уровень занимают подсистемы проектирования производства. На нижнем уровне находятся подсистемы управления производственным оборудованием.

Рис. 2.4.

Различают следующие основные компоненты информационной структуры CIM.

  • 1. Верхний уровень (уровень планирования ) :
    • PPS (Production Planning Systems) - системы планирования и управления производством;
    • ERP (Enterprise Resource Planning) - система планирования ресурсов предприятия;
    • MRP II (Manufacturing Resource Planning) - система планирования потребностей в материалах;
    • CAP (Computer-Aided Planing) - система технологической подготовки;
    • САРР (Computer-Aided Process Planning) - автоматизированная система проектирования технологических процессов и оформления технологической документации;
    • AMHS (Automated Material Handling Systems) - автоматическая система перемещения материалов;
    • ASRS (Automated Retrieval and Storage Systems) - автоматизированная складская система;
    • MES (Manufacturing Execution System) - система управления производственными процессами;
    • AI, KBS, ES (Artificial Intelligence/Knowledge Base Systems/Expert Systems) - системы искусственного интеллекта/системы баз знаний/экс- пертные системы.
  • 2. Средний уровень (уровень проектирования изделия и производства)-.
  • PDM (Project Data Management) - система управления данными об изделиях;
  • CAE (Computer-Aided Engineering) - система автоматизированного инженерного анализа;
  • CAD (Computer-Aided Design) - система автоматизированного проектирования (САПР);
  • САМ (Computer-Aided Manufacturing) - автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП);
  • модификации указанных выше систем - интегрированные технологии CAD/CAE/CAM;
  • ETPD (Electronic Technical Development) - система автоматизированной разработки эксплуатационной документации;
  • IETM (Interactive Electronic Technical Manuals) - интерактивные электронные технические руководства.
  • 3. Нижний уровень {уровень управления производственным оборудованием)-.
  • CAQ (Computer Aided Quality Control) - автоматизированная система управления качеством;
  • SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - диспетчерское управление и сбор данных;
  • FMS (Flexible Manufacturing System) - гибкая производственная система;
  • RMS (Reconfigurable Manufacturing System) - реконфигурируемая производственная система;
  • CM (Cellurar Manufacturing) - автоматизированная система управления производственными ячейками;
  • AIS (Automatic Identification System) - система автоматической идентификации;
  • CNC (Computer Numerical Controlled Machine Tools) - числовое программное управление (ЧПУ);
  • DNC (Direct Numerical Control Machine Tools) - прямое числовое программное управление;
  • PLCs (Programmable Logic Controllers) - программируемый логический контроллер (Г1ЛК);
  • LAN (Local Area Network) - локальная сеть;
  • WAN (Wide Area Network) - распределенная сеть;
  • EDI (Electronic Data Interchange) - электронный обмен данными.

Почти все современные производственные системы реализуются сегодня

с помощью компьютерных систем. Основные области, автоматизируемые системами класса CIM, подразделяют на следующие группы.

  • 1. Планирование производственных процессов :
    • планирование ресурсов предприятия;
    • планирование выпуска продукции;
    • планирование потребностей в материалах;
    • планирование продаж и операций;
    • объемно-календарное планирование;
    • планирование потребности в производственных мощностях.
  • 2. Проектирование изделия и производственных процессов :
    • получение проекта для различных конструкторских решений;
    • выполнение необходимых функций на различных этапах подготовки производства:
      • - анализ чертежей конструкции,
      • - моделирование изготовления,
      • - отработка технологических звеньев предприятия,
      • - определение правил изготовления для каждого конкретного задания на каждом рабочем месте;
    • решение задач проектирования с учетом факторов, связанных с решением задач организации производства и управления;
    • разработка конструкторской документации;
    • разработка технологических процессов;
    • проектирование средств технологического оснащения;
    • временное планирование производственного процесса;
    • принятие в процессе проектирования наиболее рациональных и оптимальных решений.
  • 3. Контроль производственных процессов :
    • входной контроль сырья;
    • диспетчерское управление и сбор данных;
    • контроль процесса производства;
    • контроль готового изделия по окончанию производственного процесса;
    • контроль продукции при эксплуатации.
  • 4. Автоматизация процессов производства :
    • основных - технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции;
    • вспомогательных - процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов, например, изготовление и ремонт инструментов и оснастки, ремонт оборудования, обеспечение всеми видами энергий (электрической, тепловой, пара, воды, сжатого воздуха и т.д.);
    • обслуживающих - процессы, связанные с обслуживанием как основных, гак и вспомогательных процессов, но в результате которых продукция не создается (хранение, транспортировка, технический контроль и т.д.).

В рамках методологического подхода к компьютеризированному интегрированному производству выделяют следующие его основные функции:

  • а) закупки;
  • б) поставки;
  • в) производство:
    • планирование производственных процессов,
    • проектирование изделия и производства,
    • автоматизация управления производственным оборудованием;
  • г) складская деятельность;
  • д) управление финансами;
  • е) маркетинг;
  • ж) управление информационно-коммуникационными потоками.

Закупки и поставки. Отдел закупок и поставок отвечает за размещение

заказов на поставку и следит, обеспечивается ли качество поставляемой поставщиком продукции, согласовывает детали, договаривается об осмотре товара и последующей поставке в зависимости от производственного графика для последующего снабжения производства.

Производство. Организуется деятельность производственных цехов но производству продукта с дальнейшим пополнением базы данных информацией о производительности, используемом производственном оборудовании и состоянии выполненных производственных процессов. В С1М осуществляется программирование ЧПУ на основе автоматизированного планирования производственной деятельности. Важно то, что все процессы должны контролироваться в режиме реального времени, учитывая динамичность расписания и актуальную изменяемую информацию о продолжительности изготовления каждого из изделий. Например, после прохождения продукции через единицу оборудования система передает в базу данных его технологические параметры. В системе CIM единица оборудования - это то, что управляется и конфигурируется компьютером, например, станки с ЧПУ, гибкие производственные системы, роботы, управляемые компьютерами, системы обработки материалов, системы сборки с компьютерным управлением, гибкие автоматизированные системы контроля. Отдел планирования производственного процесса принимает параметры изделия (спецификации) и производства, введенные отделом проектирования, и формирует производственные данные и информацию для разработки плана по производству продукции с учетом состояния и возможностей производственной системы.

Планирование включает в себя несколько подзадач, касающихся потребностей в материалах, производственных мощностей, инструментов, рабочей силы, организации технологического процесса, аутсорсинга, логистики, организации контроля и т.д. В системе CIM процесс планирования учитывает как издержки производства, так и возможности производственного оборудования. Также CIM предоставляет возможность изменения параметров для оптимизации производственного процесса.

Отдел проектирования устанавливает начальную базу параметров для производства предлагаемого продукта. В процессе проектирования система собирает информацию (параметры, размеры, особенности продукта и др.), необходимую для изготовления продукта. В системе CIM это решается возможностью геометрического моделирования и автоматизированного проектирования. Это помогает оценить требования к продукту и эффективность его производства. Процесс проектирования предотвращает затраты, которые могли бы быть понесены в реальном производстве в случае неправильной оценки производственных возможностей оборудования и неэффективной организации производства.

Управление складом включает в себя управление хранением сырья, комплектующих, готовой продукции, а также их отгрузку. В настоящее время, когда аутсорсинг в логистике очень развит и есть необходимость поставки компонентов и изделий «точно в срок», система CIM особенно необходима. Она позволяет оценить время поставки, загруженность склада.

Финансы. Основные задачи: планирование инвестиций, оборотного капитала, контроль денежных потоков, реализация поступлений, учета и распределения средств являются основными задачами финансовых отделов.

Маркетинг. Отделом маркетинга инициируется потребность в определенном продукте. CIM позволяет описать характеристики продукта, проекцию объема производства к возможностям производства, необходимые для производства объемы выпуска продукта и стратегию маркетинга продукта. Также система позволяет оценить производственные затраты на определенный продукт и оценить экономическую целесообразность его производства.

Управление информационно-коммуникационными потоками. Управление информацией является, пожалуй, одной из главных задач в CIM. Оно включает в себя управление базами данных, коммуникации, интеграцию производственных систем и ИС управления.

Старая экономическая модель предприятия противоречит современным тенденциям развития производственных предприятий. В нынешнем конкурентном мировом рынке выживание любой отрасли зависит от умения завоевать клиента и своевременно выводить на рынок продукцию высокого качества, и производственные компании не являются исключением. Любая производственная компания стремится непрерывно снижать стоимость продукта, сокращать затраты на производство, чтобы оставаться конкурентоспособной в условиях глобальной конкуренции. Кроме того, существует необходимость постоянного улучшения качества и уровня эксплуатации изготавливаемой продукции. Другим важным требованием выступает время доставки. В условиях, когда любое производственное предприятие зависимо от внешних условий, в том числе аутсорсинга и длинных цепочек поставок, возможно, с пересечением международных границ, задача постоянного сокращения сроков выполнения заказов и доставки является действительно важной задачей. CIM представляет собой высокоэффективную технологию для достижения основных задач управления производством - повышения качества продукции, уменьшения стоимости и времени изготовления продукта, а также повышения уровня логистического сервиса. CIM предлагает интегрированные ИС для удовлетворения всех этих потребностей.

От внедрения CIM ожидают экономических эффектов:

  • увеличения коэффициента использования оборудования и снижения накладных расходов;
  • значительного уменьшения объемов незавершенного производства;
  • сокращения затрат на рабочую силу, обеспечения «безлюдного» производства;
  • ускорения сменяемости моделей выпускаемой продукции в соответствии с требованиями рынка;
  • сокращения сроков поставок продукции и повышения ее качества.

Внедрение ОМ дает ряд преимуществ, экономический эффект от внедрения обеспечивается за счет:

  • увеличения производительности труда конструкторов и технологов;
  • сокращения запасов;
  • сокращения затрат на продукт;
  • сокращения отходов и количества брака;
  • улучшения качества;
  • сокращения длительности циклов производства;
  • минимизации числа ошибок конструирования - повышения точности проектирования;
  • визуализации процедур анализа сопряжений элементов изделий (оценка собираемости);
  • упрощения анализа функционирования изделия и сокращения количества испытаний опытных образцов;
  • автоматизации подготовки технической документации;
  • стандартизации проектных решений всех уровней;
  • повышения производительности процесса проектирования инструмента и оснастки;
  • уменьшения числа ошибок при программировании изготовления на оборудовании с ЧПУ;
  • обеспечения задач технического контроля сложных изделий;
  • изменения корпоративных ценностей и работы с персоналом в производственной компании; обеспечения более эффективного взаимодействия между инженерами, конструкторами, технологами, руководителями различных проектных групп и специалистов по системам управления на предприятиях;
  • увеличения гибкости в производстве для достижения немедленного и быстрого реагирования на изменение продуктовых линеек, технологий управления производством.

Недостатком CIM является отсутствие четкой методологии внедрения и сложность оценки эффективности от внедрения CIM и создания решений по интеграции, связанных с высокими первоначальными инвестициями в крупномасштабные проекты информатизации на производственных предприятиях.

  • Laplante Р. Comprehensive dictionary of electrical engineering. 2nd ed. Boca Raton, Florida:CRC Press, 2005. P. 136.
  • Ibid.
Партнеры
© 2020 Женские секреты. Отношения, красота, дети, мода