Методология построения интегрированного информационного обеспечения гибких производственных систем механической обработки на машиностроительных предприятиях

В условиях рыночной экономики на машиностроительных предприятиях России значительно расширился круг задач, которые необходимо решать для того, чтобы оставаться на пике конкурентоспособности не только среди отечественных производителей, но и на мировом уровне. Необходимым условием выживания, а главное — получения прибыли для предприятия-производителя в рыночной экономике является обеспечение высокой конкурентоспособности производимой продукции — повышение её качества, и прежде всего, точности изготовления, а также снижение себестоимости. Проблемы постоянного обновления продукции, а в связи с этим и необходимость систематической перестройки производства также остро стоят перед предприятиями — производителями, в том числе и предприятиями машиностроения. В рыночных условиях предприятия вынуждены постоянно стремиться к минимизации себестоимости продукции, управлять ее уровнем, добиваться повышения эффективности производства при меняющейся конъюнктуре рынка.

У многих предприятий возникают проблемы освоения производства новой продукции по причине неравномерности загрузки мощностей, недостаточности финансовых ресурсов, а главное — жестких временных рамок. Положение может быть изменено внедрением отражающей информационное пространство предприятия единой информационной системы управления производством, методологии разработки и принципов действия которой посвящено настоящее исследование. Такая система должна представлять собой совокупность распределенных баз данных, в которых действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации, осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками жизненного цикла изделия. При этом однажды созданная информация должна иметь свой жизненный цикл развития [13]. Управление информационными ресурсами становится насущной необходимостью для предприятий, переходящих от традиционной функционально-дивизионной модели управления к процессно-ориентированной. Это связано с кардинальными изменениями внешней среды, которая стала гораздо более динамичной и конкурентной [116]. Создание таких современных информационных систем представляет собой сложнейшую задачу, решение которой требует применения соответствующих методик и инструментов [3,4,42,108,117,119].

Анализ производства показал, что каждое проектируемое на предприятии изделие в условиях серийного производства может иметь множество вариантов технологических процессов, отличающихся по стоимости, качеству, длительности процесса изготовления и подготовки производства [1]. Вопрос правильного выбора варианта технологического процесса изготовления связан с вопросом успешного функционирования предприятия.

Для этого необходимо при наличии уже сложившихся АСУ предприятий создать новую, эффективную информационно-управляющую систему (ИУС), позволяющую в условиях рынка и жесткой конкуренции выпускать рентабельную наукоемкую продукцию и получать доходы. Создание современной ИУС возможно на базе методологий функционального структурирования сложной ИУС, концепции создания системы автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов в составе интегрированной АСУ с учетом САЬ8-технологии, методических основ функционального моделирования [40,48]. Все наиболее распространенные методологии структурного подхода [69,118,121,244] базируются на ряде общих принципов, независимо от того, какой процесс рассматривается — прямой или обратный.

Широкое внедрение разнообразных средств и систем автоматизации проектирования (САПР), управления технологическими процессами (АСУП), офисных систем для подготовки текстовых и табличных документов и т. д. позволило обеспечить повышение производительности труда, однако не в прогнозированных масштабах [2]. Они не решают проблем информационного обмена между различными участниками жизненного цикла изделия. Создаваемые методологии и технологии часто увеличивают число точек зрения на одно и то же количество фундаментальных понятий, законов и технологий, не определив свое место в иерархии уже существующих методологий и технологий. В результате вместо зрелого рынка открытых и гармонизированных технологий получается набор лоскутных технологий. Отсюда искусственный рост сложности технологических и бизнес-решений, их стоимость и низкая эффективность информационных систем [70]. При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени для повторной кодировки, что приводит к многочисленным ошибкам, так как нет обратной связи. Поэтому единое информационное пространство предприятия должно обеспечивать внедрение CALS (ИПИ — информационную поддержку изделия)-технологии, что позволит резко сократить затраты и уменьшить сроки подготовки производства, снизить себестоимость выпускаемой продукции, улучшить условия предприятия в конкурентной борьбе на современном рынке.

В рыночных условиях работы предприятия вынуждены не просто добиваться минимального уровня затрат на выпуск продукции, но и управлять ими, обеспечивая максимальную эффективность производства при постоянно меняющейся конъюнктуре. Актуальным для предприятий является соблюдение условий по срокам заказа. Невыполнение этих условий ведёт к серьёзным затратам со стороны предприятия. В связи с этими обстоятельствами реальным шагом в снижении себестоимости продукции производства и выполнении заявленных перед потребителями обязательств является рациональное планирование загрузки основного оборудования с учётом ряда ограничивающих факторов, в том числе энергопотребления.

Построенная в рамках машиностроительного предприятия информационная модель производства должна включать в себя подмодель существующей, в том числе и неавтоматизированной технологии, принятой на предприятииформальный анализ этой подмодели позволяет выявить узкие места и предложить рекомендации по улучшению технологии.

При исследованиях использованы труды отечественных и зарубежных ученых: в вопросах автоматизации технологической подготовки и управления производственными системами Соломенцев Ю. М., Митрофанов В. Г., Павлов В. В., Горнев В. Ф., Черпаков Б. И., Коновал Д. Г., Каяшев А. И., Кожевников Ю. В., Адгамов Р. И., Сиразетдинов Т. К., Султан-заде H.M., Косов М. Г., Пуш A.B. и др.- в области информационных технологий Норенков В. П., Куликов Г. Г., Речкалов A.B., Горанский Г. К., Барабанов В. В., Судов Е. В., Верников Г. В, Дмитров В. И. и др.- в вопросах организации информационных систем поддержки принятия решений Поспелов Д. А., Вагин В. Н., Саати Т., Попов Э. В., Мамиконов А. Г. и др.- в вопросах системного проектирования — Хаммер М., Прангишвилли И. В., Нвгенев Г. Б. и др.

Объект исследования — машиностроительные предприятия со специфическими требованиями к возможности быстрой смены номенклатуры выпускаемых изделий и постоянно растущими требованиями к точности изготовления и обеспечения параметров качества деталей.

Предмет исследования — методы построения гибких автоматизированных производств машиностроительных предприятий и повышения их степени гибкости путем совершенствования автоматизированной обработки потоков информации на этапе подготовки и планирования производства.

Цель диссертационных исследований — разработка методологии построения интегрированного информационного обеспечения гибких производственных систем механической обработки машиностроительных предприятий, повышение оперативности и эффективности процесса управления изготовлением партий деталей на этапе подготовки и планирования производства.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Разработать методологию построения интегрированной автоматизированной системы управления подготовкой и планированием производства.

2. Разработать модели взаимосвязей материальных и информационных потоков и управления обеспечением показателей качества деталей в машиностроительном производстве в соответствии с требованиями САЬБ-технологий.

3. Предложить модель процесса управления ГПС в действующем производстве, учитывающую требования обеспечения производительности, экономической эффективности и качества изготовления партии деталей.

4. Разработать систему управления на этапе подготовки и планирования в среде интегрированного информационного пространства для реализации моделей процесса управления партиями деталей в условиях гибкой производственной системы машиностроительного производства.

5. Разработать систему критериев, методики ранжирования альтернативных технологических маршрутов обработки деталей для создания автоматизированной системы поддержки принятия решений при прогнозировании плановых производственных показателей партий деталей.

6. Разработать подход к автоматизированному отбору номенклатуры деталей и методику формирования альтернативных вариантов процесса обработки деталей.

7. Установить закономерности формирования погрешностей изготовления деталей на основе дифференциации по уровням технологического процесса и разработать системный подход к управлению процессом обработки партии деталей и процедур расчета показателей операции для каждой отдельно взятой заготовки на этапе технологического проектирования.

Методы исследования. При решении поставленных в работе задач использовались: теории системного анализа, квалиметрии, диалектической логики, обработки экспериментальных данныхметоды организации и экономики производства, исследования операций, анализа иерархий, методы разработки технологии изготовления деталей.

Научной новизной обладают следующие положения диссертации:

1. Методология построения интегрированной автоматизированной системы управления подготовкой и планированием производства с быстроменяющимися элементами производственного процесса с учетом изменений показателей качества на этапах жизненного цикла изделия и особенностей работы машиностроительного предприятия. Она формирует основу информационного пространства производства, в которой можно организовать сбор, накопление, хранение и использование информации в форме иерархической базы данных. Реализация методологии позволяет в автоматизированном режиме оперативно формировать оптимальный для каждого конкретного заказа маршрут технологического процесса в заданные сроки с наименьшими затратами.

2. Новый подход к автоматизированному отбору оптимального технологического маршрута изготовления партий деталей с учетом изменений показателей качества на этапах жизненного цикла изделия, который позволяет обеспечить переход от системы управления конструкторскими и технологическими данными об изделиях (PDM) к системе управления для идентификации и планирования ресурсов предприятия (ERP) в условиях действующего производства с использованием имитационного многокритериального анализа и метода иерархии Саати.

3. Методические основы к автоматизации информационной поддержки принятия решения и коррекции интегральных показателей совокупности альтернативных технологических маршрутов, состоящие в формировании интегральных показателей и альтернативных вариантов технологических маршрутов при обработке партии деталей на основе существующих баз данных и накопленных знаний экспертов предприятия, с применением динамического моделирования взаимодействий материальных потоков в реальном времени в ГПС, на базе методологии управления предприятием класса ERP.

4. Методика формирования процессов поддержки принятия решений на основании обработки информации и коррекции набора планируемых показателей, основанная на применении нейронных сетей и позволяющая организовать базу данных прецедентов, повысить достоверность принимаемых решений.

5. Методика автоматизированного кодирования изделий на этапах его жизненного цикла, учитывающая особенности применения CALS-технологий, позволяющая обеспечить комплексную систему поддержки и управление качеством продукции, и на основе предложенной кодификации информации об объекте-изделии, идентификации признаков дефектов организовать систему сбора и обработки данных для повышения оперативности и качества принимаемых решений.

6. Методическое обеспечение и процедуры отбора номенклатуры деталей, позволяющие, в отличие от известных, получить набор комплексных показателей альтернативных вариантов процесса обработки партий деталей на этапе технологической подготовки производства и в автоматизированном режиме формировать группы оборудования для оперативной реализации разработанных технологических маршрутов в рамках управления гибкой производственной системой с учетом реальных условий производства.

7. Методика прогнозирования точности изготовления партии деталей, основанная на синтезе пространственных моделей погрешностей, в которой, в отличие от известных, реализована дифференцированная иерархическая модель погрешностей. Предложенная систематизация погрешностей и их связей позволяет комплексно представить структуру погрешностей, что позволяет оценить не только результирующую, но и погрешность промежуточных звеньев станочной системы в соответствии с уровнем технологического процесса и сформировать базу данных погрешностей.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается полнотой и обстоятельностью анализа современного состояния исследований в области информационных технологий подготовки производствакорректностью выбора исходных допущений и ограничений при построении информационного обеспечения гибких производственных системстрогостью использования современного. математического аппарата при формализации исследуемой проблемы и ее решениякорректным применением, в качестве базовых, широко применяемых и хорошо апробированных практикой и экспериментом методов технологии машиностроения, станкостроения, теории резания, системного анализа, организации и экономики производстваудовлетворительным совпадением экспериментальных и расчетных данныхпубликацией и апробацией основных положений работы на международном, всероссийском и отраслевом уровнях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методология построения интегрированной автоматизированной системы управления подготовкой и планированием производства с учетом изменений показателей качества на этапах жизненного цикла изделия и особенностей работы машиностроительного предприятия.

2. Методические основы моделирования взаимодействия и структурирования информационных и материальных потоков производства машиностроительного предприятия.

3. Новый подход к автоматизированному выбору оптимального технологического маршрута изготовления партий деталей на этапе подготовки и планирования производства с обеспечением требований системы ERP.

4. Методика формирования интегральных показателей и альтернативных вариантов технологической операции и технологических маршрутов при обработке партии деталей и подход к автоматизации информационной поддержки принятия решения и коррекции интегральных показателей совокупности альтернативных технологических маршрутов на базе методологии управления предприятием класса ERP.

5. Методические основы формирования процессов поддержки принятия решений на основании обработки информации и коррекции набора планируемых показателей.

6. Методика автоматизированного кодирования изделий на этапах жизненного цикла с применением CALS-технологий и прогнозирование на этапе подготовки производства причины и места возможного возникновения дефектов на этапах жизненного цикла изделий.

7. Методические основы и процедуры отбора номенклатуры деталей на этапе технологического проектирования с учетом реальных условий производства и формирования групп оборудования в автоматизированном режиме для оперативной реализации разработанных технологических маршрутов в рамках управления гибкой производственной системой.

8. Методика прогнозирования точности изготовления партии деталей, основанная на синтезе пространственных моделей погрешностей с учетом дифференциации по структурным элементам технологического процесса.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в следующем:

1. Разработка методических основ моделирования взаимодействия и структурирования материальных и информационных потоков производства машиностроительного предприятия позволила автоматизировать процесс формирования комплексных показателей при проектировании совокупности альтернативных технологических маршрутов и устранить противоречия между объектным и структурным подходами, реализовать на практике достоинства IDEF-стандартов в процессе проектирования структуры единой базы данных информационной системы производства с учетом требований CALS-технологий.

2. Создание методики формирования рабочих центров с применением динамического моделирования связей позволило в автоматическом режиме формировать группы оборудования для оперативной реализации разрабатываемых технологических маршрутов в рамках системы управления предприятием BAAN-ERP.

3. Методическое и программное обеспечение формирования альтернативных вариантов технологических маршрутов на базе управления предприятием класса ERP, разработанная структура единой базы данных информационной системы производства позволяют обеспечить формирование информации об изменениях показателей производственного процесса.

4. Разработанная модульная структура функциональной модели и программное обеспечение систем управления на основе формализации и типизации технологических процессов позволяют эффективно адаптировать модель для внедрения на этапе технологической подготовки производства на предприятиях машиностроения.

5. Разработанная функционально-структурная модель управления показателями качества продукции на основе анализа жизненного цикла и программного обеспечения кодификации информации об объекте-изделии, обеспечивающей идентификацию признаков дефектов и создание системы поддержки принятия решений, позволила создать информационную модель системы контроля и управления качеством изделия при подготовке и планировании производства.

6. Разработанная имитационная модель параметров качества обработки экспериментальных данных полученных для конкретного оборудования с применением сплайн-функций, позволило прогнозировать на этапе подготовки производства период стойкости и интенсивность износа инструмента при изготовлении партии деталей.

Реализация и внедрение результатов исследований осуществлено на ОАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), ОАО «ГАЗ» (г. Нижний Новгород), «Моторостроительное производственное объединение» (УМПО, г. Уфа) при формировании технологических маршрутов на этапе подготовки и планирования производственных процессов, на ООО Торгово-промышленной компании «Алтиком» (г. Москва), ООО «Тиссан» (г. Набережные Челны) при создании информационной системы контроля и управления качеством изделий. Основные положения диссертации используются в учебном процессе в Камском государственном политехническом институте.

Апробация работы. Основные результаты научных исследований докладывались на Международной НТК «Механика машиностроения-95» (Набережные Челны, 1995) — Всероссийской НТК «Концепция развития и высокие технологии производства и ремонта транспортных средств» (Оренбург, 1995);

Международной научно-технической конференции «Молодая наука — новому тысячелетию» (Набережные Челны, 1996) — Международной НТК (Пенза, 1996) — научно-практической конференции «Проблемы развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 1996) — Международной НТК «Механика машиностроения» (Набережные Челны, 1997) — I Всероссийской НТК «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород, 1999) — конференции «Инфотех-99. Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (Череповец, 1999) — Международной НТК «Технико-экономические проблемы промышленного производства» (Набережные Челны, 2000) — VIII Международной НТК «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (Пенза, 2003) — III Международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» (Казань, 2003) — Международной конференции «Прогрессивные технологии и системы машиностроения» (Донецк, 2004) — на научных семинарах в Камском государственном политехническом институте (Набережные Челны, 1990;2005), в Уфимском государственном авиационном технологическом университете (Уфа, 2003;2004), в Казанском государственном технологическом университете (Казань, 2004), в Казанском государственном техническом университете им. А. Н. Туполева (Казань, 2004).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 52 научных трудах, в том числе в 3 монографиях, 28 статьях, 21 труде и тезисах докладов конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 282 страницах машинописного текста, содержит 61 рисунок, 16 таблиц, список литературы из 245 наименований. Приложения представлены в отдельной книге на 235 страницах.

Основные результаты и выводы.

1. Разработана методология построения интегрированной автоматизированной системы управления подготовкой и планированием производства с быстроменяющимися элементами производственного процесса с учетом изменений показателей качества на этапах жизненного цикла изделия и особенностей работы машиностроительного предприятия. Она формирует основу информационного пространства производства, в которой можно организовать сбор, накопление, хранение и использование информации в форме иерархической базы данных. Реализация методологии позволяет в автоматизированном режиме оперативно формировать оптимальный для каждого конкретного заказа маршрут технологического процесса в заданные сроки с наименьшими затратами. ¿-Методология позволила в условиях таких крупных машиностроительных предприятий, как ОЛО «КАМАЗ», ОАО «ГАЗ» охватить более I млн. технологических операций, существенно сократить сроки подготовки и планирования производства при внедрении новой мелкосерийной продукции. 2. Разработаны методические основы моделирования взаимодействия и структурирования материальных и информационных потоков машиностроительного предприятия, позволяющие устранить противоречия между объектным и структурным подходами и реализовать на практике достоинства ГО ЕР-стандартов в процессе проектирования структуры единой базы данных информационной системы производства с учетом требований САЬЗ-технологий, обеспечить формирование комплексных показателей производства. Разработаны функциональные модели информационной системы производства, описанные в едином формате, которые учитываются при отборе технологических маршрутов номенклатуры деталей на ОАО «КАМАЗ», позволяющие повысить эффективность подготовки и управления производственными процессами.

3. Разработана методика формирования интегральных показателей технологической операции при отборе оптимального варианта технологического процесса на этапе подготовки производства на базе методологии управления предприятием класса ERP, позволяющая сократить количество вариантов выбора при определении оптимального технологического маршрута, временные и материальные затраты на реализацию технологических процессов, оперативно вводить корректировки в процессе автоматизированного проектирования. Апробация данной методики была проведена на конкретных примерах в условиях ОАО «КАМАЗ», ОАО «ГАЗ», УМПО и показала, что не только можно сократить сроки подготовки производства в 5.8 раз, но и повысить точность отбора технологического маршрута по критериям.

4. Предложенное системное представление рабочих центров в сочетании с динамическим моделированием связей позволяет формировать в автоматическом режиме группы оборудования в рамках системы управления предприятием типа ERP и использовать в системе управления информацию электронного конструкторско-технологического документооборота PDM Step Suite .

5. Использование разработанной системы признаков, однозначно определяющих возможность обработки деталей в условиях конкретного производства, позволяет автоматизировать процедуру отбора номенклатуры деталей, расчета и оценки целесообразности внедрения, а разработанная методика альтернативного формирования технологических маршрутов позволяет оценить эффективность внедрения технологических маршрутов по набору показателей процесса обработки деталей в действующем производстве. На основе системного представления технологического процесса автоматизированный отбор номенклатуры деталей предложено осуществлять как процесс поэтапного ввода ограничений обработки деталей и формирования базы данных для последующего расчета и анализа комплексных показателей.

6. Разработанная методика реализации процессов поддержки принятия решений и коррекции комплексных показателей технологических процессов на основе накопленных знаний экспертов и существующих баз данных предприятия позволяет сократить количество вариантов при разработке оптимального технологического маршрута.

7. Разработанные методические основы автоматизированного кодирования изделий и функциональная модель жизненного цикла изделий с применением СЛЬБ-технологии в виде ГОЕР-диаграмм позволяет обеспечить комплексную систему поддержки и управление показателями качества продукции на основе кодификации информации об объекте-изделии, идентификации признаков дефектов и организовать систему сбора и обработки данных для повышения оперативности и качества принимаемых решений.

8. Разработана и реализована методика прогнозированияточности изготовления партии деталей на основе ее моделирования для каждой отдельно взятой заготовки. В рамках методики разработана иерархическая модель погрешностей, позволяющая на стадии проектирования предъявить требования к состоянию конкретного технологического оборудования, а предложенная систематизация погрешностей и их связей позволяет комплексно представить структуру погрешностей, что позволяет оценивать не только результирующую погрешность, но и погрешность промежуточных звеньев технических систем в соответствии с этапами технологического процесса.

9. Установлено, что разработанная систематизация погрешностей, сбора и хранения исходных данных является основой автоматизации и сокращения времени подготовки и планирования производства. При моделировании параметров качества обработки применение сплайн-функций для обработки экспериментальных данных, полученных для конкретного оборудования, позволило прогнозировать на ранних этапах подготовки производства период стойкости и интенсивность износа инструмента при обработке партии деталей. Реализация в форме программного продукта показала, что погрешность предлагаемой методики составляет не более 5%. 10. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации, направленные на дальнейшее повышение эффективности управления производством на этапе подготовки производства. Внедрение предложенных рекомендаций на основе материалов диссертационной работы позволило снизить затраты в рамках системы управления предприятием ВААМ-ЕЯР на проектирование технологических процессов изготовления деталей на 6,8%. на ОАО «КАМАЗ». Результаты используются на ОАО «КАМАЗ», ОАО «ГАЗ», УМПО (г. Уфа), ООО «Алтиком» (г. Москва), ООО «Тиссан» (г. Набережные Челны) и в учебном процессе в Камском государственном политехническом институте.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

CAE-системаавтоматизированная система инженерных расчетов конструкций и технологических процессов.

CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) — непрерывная информационная поддержка жизненного цикла изделия. CALS-технология определяется как концепция и идеология информационной поддержки жизненного цикла изделия на всех его стадиях, основанная на использовании единого информационного пространства, обеспечивающего единообразные способы информационного взаимодействия всех участников этого цикла, реализованного в форме международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. 226].

CRP (Capacity Requirements Planning) — планирование потребности в мощностях. [28].

ERP (Enterprise Resource Planning) — (планирование ресурсов предприятия) финансово ориентированная информационная система для определения и планирования ресурсов предприятия, необходимых для получения, изготовления, отгрузки и учёта заказов потребителей. [28] ERP II (Enterprise Resource and Relationship Processing) — управление ресурсами и внешними отношениями предприятия, имеющих как бы два контура управления: традиционный внутренний, управляющий внутренними бизнес процессами предприятия, и внешний — управляющий взаимодействиями с контрагентами и покупателями продукции. При этом традиционный внутренний контур управления принято называть back-office — внутренняя система, а функции взаимодействия с контрагентами и заказчиками — frontoffice — внешняя система. Таким образом, ERP II система — это методологии ERP системы с возможностью более тесного взаимодействия предприятия с клиентами и контрагентами посредством информационных каналов, предоставляемых интернет технологиями. [226].

MRP (Material Requirements Planning) — планирования потребностей в материалах (под материалами здесь понимаются как непосредственно материалы, так и сырье, комплектующие изделия, детали, узлы и все остальное, что необходимо для производства продукции), разрабатывалась и предназначена для использования на производственных предприятиях, имеющих дискретный тип производства — серийное, сборка и изготовление на заказ или склад, то есть когда имеетсяведомость необходимых материалов и комплектующих изделий для изготовления конечного продукта. [226] MRP (Material Requirements Planning) — планирование потребности в материалах. [28].

MRP II (manufacturing Resource Planning) — технология планирования, ориентированная на применение корпоративных информационных систем, охватывающая полный контур задач управления промышленным предприятием на оперативном уровне. [28].

MRP II (Manufacturing Resource Planning) — это, фактически, автоматизированная система планирования всех ресурсов производственного предприятия, включая планирование в натуральных единицах, финансовое планирование в стоимостном выражении, кадровое, а также элементы моделирования производственных ситуаций. Полнофункциональная MRP II система должна содержать 16 следующих программных модулей: планирование продаж и производства (Sales and Operation Planning) — управление спросом (Demand Management) — составление основного производственного плана (Master Production Scheduling) — планирование потребностей в материалах (Material Requirements Planning) — спецификации изделий (Bill of Materials) — управление складскими операциями (Inventory Transaction Subsystem) — планирование поставок (Scheduled Receipts Subsystem) — управление на уровне производственного цеха (Shop Flow Contrai) — планирование производственных мощностей (Capacity Requirement Planning) — контроль входа/выхода (Input/Output Control) — закупки (Purchasing) — планирование ресурсов распределения (Distribution Resource Planning) — планирование и контроль производственных oneраций (Tooling Planning and Control) — финансовое планирование (Financial Planning) — моделирование (Simulation) — оценка результатов деятельности (Performance Measurement). [226].

SADT (Structured Analysis and Design Technique) — технология структурного анализа и проектирования — это графические обозначения и метод описания процессовSADT может применяться на всех стадиях жизненного цикла системы. [226].

SCADA-системасистема, обеспечивающаяпрограммное управление и диспетчерский контроль в управлении производством изделия PDMСистема, осуществляющая следующие функции:

— хранение в электронном виде моделей и чертежей изделия;

— управление электронным документооборотом на протяжении всего жизненного цикла изделия;

— управление структурой изделия в электронном виде;

— поддержка (корректировка) классификаторов, справочников и других нормативных документов в электронном виде.

— просмотр, аннотирование документов и моделей различных форматов в электронном виде;

— управление проектом и проведением изменением в электронном виде;

— автоматизированный поиск информации в информационной базе данных конструкторско-технологического назначения- :

— осуществление связи с CAD/CAM/CAEсистемами;

— осуществление связи с центральной базой данных АСУП.

— осуществление связи с АРМ-ами различного назначения Система PDM обрабатывает следующую информацию:

— структуру изделия;

— БД стандартных элементов;

— спецификации;

— чертежи;

— геометрические трехмерные модели;

— изображения (отсканированные чертежи, фотографии и др).

— конечно-элементные сетки и результаты инженерных расчетов;

— технологическую документацию (маршрутные, операционные карты, ведомость технологической оснастки и др.);

— программы для станков с ЧПУ;

— мультимедиа-информация;

— ссылки на бумажные документы;

— результаты изменений и извещения;

— производственные планы;

— документы различных офисных форматов (текстовые, электронные таблицы) и др.

РБМ использует как стандартные средства поиска (атрибутивный поиск, полнотекстовый поиск), так и специализированные виды поиска (например, поиск по геометрической модели объекта).

Автоматизированная информационная система (АИС) — комплекс средств автоматизации и связи, используемый аппаратом управления при решении функциональных и производственных задач управления, а также правила и процедуры работы персонала с этим комплексом. [225] Гибкая производственная система (ГПС) — совокупность технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая способностью быстрой автоматизированной переналадки для изготовления различных изделий данного производства в установленных пределах их характеристик. По организационной структуре ГПС подразделяют на 226 уровня: гибкий производственный модуль (ГПМ), автоматизированный участок (или линия), цех, завод. Различают 2 ступени ГПС по автоматизации: гибкий производственный комплекс (ГПК) и гибкое автоматизированное производство (ГАП). [153].

Гибкий производственный комплекс (ГПК) — гибкая производственная система (ГПС), состоящая из нескольких гибких производственных модулей.

ГПМ) объединенных автоматизированной системой управления и автоматизированной транспортно-складской системой. ГПК автономно функционирует в течение заданного интервала времени, его можно встраивать в систему более высокой ступени автоматизации — гибкое автоматизированное производство (ГАП). 153].

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — гибкая производственная система (ГПС) в виде единицы технологического, оснащённая автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и обладающая способностью быстрой переналадки. ГПМ можно встраивать в ГПС более высокого уровня: автоматизированную линию, участок, цех, завод. К средствам автоматизации ГПМ обычно относят накопители, приспособления-спутники (палеты), устройства загрузки и выгрузки, замены технологической оснастки. Частный случай ГПМроботизированный технологический комплекс (РТК). [153] Гибкое автоматизированное производство (ГАП) — гибкая производственная система (ГПС), состоящая из одного или нескольких гибких производственных комплексов (ГПК), объединённых автоматизированной системой управления производством и автоматизированной транспортно-складской системой. ГАП обеспечивает быстрый переход на изготовление новых изделий при помощи ряда автоматизированных систем: научных исследований (АСНИ), проектирования (САПР), технологической подготовки производства (АСУП), транспортно-складской (АТСС), инструментального обеспечения (АСИО), контроля (САК), удаления отходов (АСУО). [153] ИАСУинтегрированная автоматизированная система управления предприятием. Охватывает весь жизненный цикл (9 этапов) изделиях учетом применения CALS-технологии. ИАСУ включает в себя АСУП (межцеховой и внутрицеховой уровни), САПР К, САПР Т SCADA-систему. Информационная система — комплекс средств и технологий, используемый аппаратом управления при решении функциональных и производственных задач (сё частный случай — автоматизированная информационная система). [225].

Информационное моделирование — описание информационной структуры объектов (сущностей, атрибутов, ключей) с идентификацией отношений между ними (например, построение модели по методологии ЮЕР1). [225] Информационные процессы — процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации. [225] Поток — частный случай процесса, изучая который наблюдатель абстрагируется от возможного изменения свойств объекта и рассматривает только его перемещение в пространстве-времени. 225].

Производственный" процесс — представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. [122] Процесс — изменение свойств некоторого объекта (при взаимодействии с другими элементами системы или внешней средой) или его перемещение в пространстве-времени (в нашем случае — предмета труда в материальной, информационной или финансовой форме), как реализация одной из целей системы. Например, изменение экономических характеристик товара при его хранении на складе. [225].

Рабочий центр — это определённая производственнаямощность, состоящая из одной или нескольких машин (людей и/или оборудования), которая в целях планирования потребности в мощностях (СИР) и подробного календарного планированияможет рассматриваться: как одна производственная единица. Рабочий центр — это группа взаимозаменяемого оборудования-, расположенная на локальном производственном участке. [28].

Роботизированный технологический комплекс (Р'ГК) — гибкая производственная система (модуль), в* которой автоматически действующие машины (в т.ч. промышленные роботы), устройства, приспособления реализуют всю технологию производства, за исключением функций управления и контроля, осуществляемых человекомРТК включают в состав, гибкого автоматизированного производства (ГАП) как законченный ванного производства (ГАП) как законченный технологический модуль. [153].

Технологическая подготовка производства (ТПП) — совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий (или предприятия) к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объёме впуска и затратах. К ТПП относится обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовление средств технологического оснащения, управление процессом технологической подготовки производства. [122].

Элементарный переход — часть технологического перехода, выполняемая одним инструментом, над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки, за один рабочий ход без изменения режима работы станка. [225].