Прикладная информатика

ТЕМА 1 Информационные технологии. 3

ЛК-1 ВВедение. 3

ЛК-1.1 Понятие информационной технологии. 3

ЛК-1.2 Этапы развития информационных технологий. 6

ЛК-1.3 Проблемы использования информационных технологий. 8

ЛК-2. Виды информационных технологий. 11

ЛК-2.1 Информационная технология обработки данных. 11

ЛК-2.2. Информационная технология управления. 12

ЛК-2.3. Автоматизация офиса. 13

ЛК-2.4. Информационная технология поддержки принятия решений. 16

ЛК-2.5. Информационная технология экспертных систем. 19

ТЕМА 2 ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ЕГО ЭТАПОВ. 22

ЛК-3 ПРЕДПОСЫЛКИ И ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ CALS-ТЕХНОЛОГЙЙ. 22

ЛК-4 ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ. 27

ЛК-5. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ В МАШИНОСТРОЕНИИ. 30

ЛК-5.1. Твердотельное моделирование. 31

ЛК-5.2. Параметризация. 39

ЛК-5.3. Поверхностное моделирование. 41

ЛК-5.4. Адаптивные формы. 45

ЛК-5.5. Оформление конструкторской документации. 46

ЛК-5.6. Структура и база данных. 49

ЛК-5.7. Анализ больших сборок. 50

ЛК-5.8. Проектирование изделий из листового металла. 51

ЛК-6 ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ В МАШИНОСТРОЕНИИ. 57

ЛК-6.1. Постановка задачи конечно-элементного анализа. 62

ЛК-6.2. Библиотека конечных элементов. 63

ЛК-6.3. Препроцессорная подготовка. 65

ЛК-6.4. Постпроцессорная обработка результатов. 73

ЛК-6.5. Анализ динамических процессов систем управления. 74

ЛК-7. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА. 76

ЛК-7.1. Прототипирование. 76

ЛК-7.2. Технологическая подготовка производства. 79

ЛК-7.3. Проектирование технологии фрезерной обработки. 81

ЛК-7.4. Циклы фрезерной обработки. 88

ЛК-7.5. Процесс механической обработки. 93

ЛК-7.6. Проектирование технологии токарной обработки. 97

ЛК-7.7. Циклы токарной обработки. 104

ЛК-7.8. Процесс токарной обработки. 106

ЛК-7.9. Проектирование процессов электроэрозионной обработки. 106

ЛК-8 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И ЛОГИСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. 108

ЛК-8.1. Автоматизированные системы управления. 108

ЛК-8.2. Информационная логистика. 114

ТЕМА 3 – ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ЭTAПОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ. 117

ЛК-9. ОБЗОР CALS-СТАНДАРТОВ. 117

ЛК-10. STEP-ТЕХНОЛОГИИ. 122

ЛК-10.1. Структура стандартов STEP. 122

ЛК-10.2. Методы описания. 124

ЛК-10.3. Методы реализации. 125

ЛК-10.4. Прикладные протоколы. 125

ЛК-10.5. Типовые фрагменты информационных моделей. 131

ЛК-10.6. Организация в STEP информационных обменов. 133

ЛК-10.7. Стандарты управления качеством промышленной продукции. 134

ЛК-11. МЕТОДИКИ КОНЦЕПТУАЛЬНОГО Проектирования. 136

ЛК-11.1. Язык Unified Modeling Language. 136

ЛК-11.2. Методики IDEF. 140

ЛК-12 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ. 142

ЛК-12.1. Основные сведения из теории массового обслуживания. 143

ЛК-12.2. Имитационное моделирование систем массового обслуживания. 145

ЛК-12.3. Событийный метод моделирования. 146

ЛК-12.4. Сети Петри. 148

ЛК-12.5. Анализ сетей Петри. 149

ЛК-12.6. Методы оптимизации в задачах концептуального проектирования и логистики. 150

ЛК-12.7. Методы распространения ограничений. 156

ЛК-12.8. Базовый генетический алгоритм. 156

ЛК-12.9. Разновидности генетических операторов. 160

ЛК-12.10. Метод комбинирования эвристик. 163

ЛК-12.11. Синтез расписаний. 166

ЛК-12.12. Маршрутизация транспортных средств. 170

ЛК-12.13. Алгоритмические способы повышения эффективности метода комбинирования эвристик 171

ЛК-12.14. Расчет динамических расписаний. 182

ЛК-13 ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ И СОВМЕЩЕННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 185

ЛК-13.1. Язык Express. 185

ЛК-13.2. Языки разметки. 196

ЛК-13.3. Язык проектирования электронных устройств VHDL. 201

ЛК-13.4. Особенности языка VHDL-AMS. 211

ЛК-14. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ. 213

ЛК-14.1. Основные функции PDM.. 216

ЛК-14.2. Примеры PDM.. 219

ЛК-15. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 223

ТЕМА 1 Информационные технологии

ЛК-1 ВВедение

ЛК-1.1 Понятие информационной технологии

Определение информационной технологии. Технология при переводе с греческого (teche) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели.

Под технологией материального производства понимают процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала (рис. 1.1.).

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта процесса или явления (информационного продукта).

Цель технологии материального производства – выпуск продукции, удовлетворяющий потребности человека или системы.

Цель информационной технологии – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Для сравнения в табл. 1. приведены основные компоненты обоих видов технологий.

Таблица 1. Сопоставление основных компонентов технологий

Новая информационная технология. Информационная технология является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, смена которых определялась главным образом развитием научно-технического прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап развития информационной технологии и, как следствие, изменение ее названия за счет присоединения одного из синонимов: «новая», «компьютерная» или «современная».

В понятие новой информационной технологии включены также коммуникационные технологии, которые обеспечивают передачу информации разными средствами, а именно – телефон, телеграф, телекоммуникации, факс и др. В табл. 2. приведены основные характерные черты новой информационной технологии.

Новая информационная технология – информационная технология с «дружественным» интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.

Таблица 2. Основные характеристики новой информационной технологии

Инструментарий информационной технологии. Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.

Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии.

Инструментарий информационной технологии — один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

Как соотносятся информационная технология и информационная система. Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии — в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человекокомпьютерную систему обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Информационная технология является более емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. В умелом сочетании двух информационных технологий — управленческой и компьютерной — залог успешной работы информационной системы. Обобщая все вышесказанное, определим, что:

Информационная технология — совокупность четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке информации на компьютере.

Информационная система — человекокомпьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

Составляющие информационной технологии. Используемые в производственной сфере такие технологические понятия, как норма, норматив, технологический процесс, технологическая операция и т.п., могут применяться и в информационной технологии. Прежде чем разрабатывать эти понятия в любой технологии, в том числе и в информационной, всегда следует начинать с определения цели. Затем следует попытаться провести структурирование всех предполагаемых действий, приводящих к намеченной цели, и выбрать необходимый программный инструментарий.

На рис.1.2 технологический процесс переработки информации представлен в виде иерархической структуры по уровням:

1-й уровень — этапы, где реализуются сравнительно длительные технологические процессы, состоящие из операций и действий последующих уровней.

2-й уровень — операции, в результате выполнения которых будет создан конкретный объект в выбранной на 1-м уровне программной среде.

3-й уровень — действия — совокупность стандартных для каждой програм- мной среды приемов работы, приводящих к выполнению поставленной в соответствующей операции цели.

4-й уровень – элементарные операции по управлению мышью и клавиатурой.

Освоение информационной технологии и дальнейшее ее использование должны свестись к тому, что пользователь должен сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (технологию).

Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям: обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия; включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели; иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

ЛК-1.2 Этапы развития информационных технологий

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются признаками деления.

Признак деления — вид задач и процессов обработки информации. 1- й этап (60 - 70-е гг.) — обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) — создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления — преимущество, которое приносит компьютерная технология. 1-й этап (с начала 60-х гг.) характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами.

2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем — ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа стратегических преимуществ и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество.

Признак деления — виды инструментария технологии. 1-й этап (до второй половины XIX в.) — " ручная" информационная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии — представление информации в нужной форме.

2-й этап (с конца XIX в.) — " механическая" технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии — представление информации в нужной форме более удобными средствами.

3-й этап (40 — 60-е гг. XX в.) — " электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.

Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

4-й этап (с начала 70-х гг.) — " электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информа­ции для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию аналитической работы.

5-й этап (с середины 80-х гг.) — " компьютерная" (" новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стан­дартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия реше­ний определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации.

ЛК-1.3 Проблемы использования информационных технологий

Для информационных технологий является вполне естественным то, что они устаревают и заменяются новыми.

При внедрении новой информационной технологии в организации необходимо оценить риск отставания от конкурентов в результате ее неизбежного устаревания со временем, так как информационные продукты, как никакие другие виды материальных товаров, имеют чрезвычайно высокую скорость сменяемости новыми видами или версиями. Периоды сменяемости колеблются от нескольких месяцев до одного года.

Методология использования информационной технологии. Централизованная обработка информации на ЭВМ вычислительных центров была первой исторически сложившейся технологией. Создавались крупные вычислительные центры (ВЦ) коллективного пользования, оснащенные большими ЭВМ (в нашей стране — ЭВМ ЕС). Применение таких ЭВМ позволяло обрабатывать большие массивы входной информации и получать на этой основе различные виды информационной продукции, которая затем передавалась пользователям. Такой технологический процесс был обусловлен недостаточным оснащением вычислительной техникой предприятий и организаций в 60 - 70-е гг.

Достоинства методологии централизованной технологии:

§ возможность обращения пользователя к большим массивам информации в виде баз данных и к информационной продукции широкой номенклатуры;

§ сравнительная легкость внедрения методологических решений по развитию и совершенствованию информационной технологии благодаря централизованному их принятию.

Недостатки такой методологии очевидны:

§ ограниченная ответственность низшего персонала, который не способствует оперативному получению информации пользователем, тем самым препятствуя правильности выработки управленческих решений;

§ ограничение возможностей пользователя в процессе получения и использования информации.

Децентрализованная обработка информации связана с появлением в 80-х гг. персональных компьютеров и развитием средств телекоммуникаций. Она весьма существенно потеснила предыдущую технологию, поскольку дает пользователю широкие возможности в работе с информацией и не ограничивает его инициатив.

Достоинствами такой методологии являются:

§ гибкость структуры, обеспечивающая простор инициативам пользователя;

§ усиление ответственности низшего звена сотрудников;

§ уменьшение потребности в пользовании центральным компьютером и соответственно контроле со стороны вычислительного центра;

§ более полная реализация творческого потенциала пользователя благодаря использованию средств компьютерной связи.

Однако эта методология имеет свои недостатки:

§ сложность стандартизации из-за большого числа уникальных разработок;

§ психологическое неприятие пользователями рекомендуемых вычислительным центром стандартов и готовых программных продуктов;

§ неравномерность развития уровня информационной технологии на локальных местах, что в первую очередь определяется уровнем квалификации конкретного работника.

Описанные достоинства и недостатки централизованной и децентрализованной информационной технологии привели к необходимости придерживаться линии разумного применения и того, и другого подхода. Такой подход назовем рациональной методологией и покажем, как в этом случае будут распределяться обязанности:

§ вычислительный центр должен отвечать за выработку общей стратегии использования информационной технологии, помогать пользователям, как в работе, так и в обучении, устанавливать стандарты и определять политику применения программных и технических средств;

§ персонал, использующий информационную технологию, должен придерживаться указаний вычислительного центра, осуществлять разработку своих локальных систем и технологий в соответствии с общим планом организации. Рациональная методология использования информационной технологии позволит достичь большей гибкости, поддерживать общие стандарты, осуществить совместимость локальных информационных продуктов, снизить дублирование деятельности и др.

Выбор вариантов внедрения информационной технологии в фирме. При внедрении информационной технологии в фирму необходимо выбрать одну из двух основных концепций, отражающих сложившиеся точки зрения на существующую структуру организации и роль в ней компьютерной обработки информации.

Первая концепция ориентируется на существующую структуру фирмы. Информационная технология приспосабливается к организационной структуре, и происходит лишь модернизация методов работы. Коммуникации развиты слабо, рационализируются только рабочие места. Происходит распределение функций между техническими работниками и специалистами. Степень риска от внедрения новой информационной технологии минимальна, так как затраты незначительны и организационная структура фирмы не меняется.

Основной недостаток такой стратегии — необходимость непрерывных изменений формы представления информации, приспособленной к конкретным технологическим методам и техническим средствам. Любое оперативное решение " вязнет" на различных этапах информационной технологии.

К достоинствам стратегии можно отнести минимальные степень риска и затраты.

Вторая концепция ориентируется на будущую структуру фирмы. Существующая структура будет модернизироваться.

Данная стратегия предполагает максимальное развитие коммуникаций и разработку новых организационных взаимосвязей. Продуктивность организационной структуры фирмы возрастает, так как рационально распределяются архивы данных, снижается объем циркулирующей по системным каналам информации и достигается сбалансированность между решаемыми задачами.

К основным ее недостаткам следует отнести:

§ существенные затраты на первом этапе, связанном с разработкой общей концепции и, обследованием всех подразделений фирмы;

§ наличие психологической напряженности, вызванной предполагаемыми изменениями структуры фирмы и, как следствие, изменениями штатного расписания и должностных обязанностей.

Достоинствами данной стратегии являются: рационализация организационной структуры фирмы; максимальная занятость всех работников; высокий профессиональный уровень; интеграция профессиональных функций за счет использования компьютерных сетей.

Новая информационная технология в фирме должна быть такой, чтобы уровни информации и подсистемы, ее обрабатывающие, связывались между собой единым массивом информации. При этом предъявляются два требования. Во-первых, структура системы переработки информации должна соответствовать распределению полномочий в фирме. Во-вторых, информация внутри системы должна функционировать так, чтобы достаточно полно отражать уровни управления.

ЛК-2. Виды информационных технологий

ЛК-2.1 Информационная технология обработки данных

Характеристика и назначение. Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.

На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи: обработка данных об операциях, производимых фирмой; создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме; получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумаж­ных документов или отчетов.

Основные компоненты. Представим основные компоненты информационной технологии обработки данных (рис.2.1) и приведем их характеристики.

Сбор данных. По мере того как фирма производит продукцию или услуги, каждое ее действие сопровождается соответствующими записями данных. Обычно действия фирмы, затрагивающие внешнее окружение, выделяются особо как операции, производимые фирмой.

Обработка данных. Для создания из поступающих данных информации, отражающей деятельность фирмы, используются следующие типовые операции:

§ классификация или группировка. Первичные данные обычно имеют вид кодов, состоящих из одного или нескольких символов. Эти коды, выражающие определенные признаки объектов, используются для идентификации и группировки записей.

§ сортировка, с помощью которой упорядочивается последовательность записей;

§ вычисления, включающие арифметические и логические операции. Эти операции, выполняемые над данными, дают возможность получать новые данные;

§ укрупнение или агрегирование, служащее для уменьшения количества данных и реа­лизуемое в форме расчетов итоговых или средних значений.

Хранение данных. Многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранять для последующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных.

Создание отчетов (документов). В информационной технологии обработки данных необходимо создавать документы для руководства и работников фирмы, а также для внешних партнеров. При этом документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной фирмой операцией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.

ЛК-2.2. Информационная технология управления

Характеристика и назначение. Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления.

Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.

Для принятия решений на уровне управленческого контроля информация до представлена в агрегированном виде так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных: оценка планируемого состояния объекта управления; оценка отклонений от планируемого состояния; выявление причин отклонений; анализ возможных решений и действий.

Информационная технология управления направлена на создание различных видов отчетов.

Регулярные отчеты создаются в соответствии с установленным графиком, определяющим время их создания, например месячный анализ продаж компании.

Специальные отчеты создаются по запросам управленцев или когда в компании произошло что-то незапланированное.

И те, и другие виды отчетов могут иметь форму суммирующих, сравнительных и чрез­вычайных отчетов.

В суммирующих отчетах данные объединены в отдельные группы, отсортированы и представлены в виде промежуточных и окончательных итогов по отдельным полям.

Сравнительные отчеты содержат данные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признакам и используемые для целей сравнения.

Чрезвычайные отчеты содержат данные исключительного (чрезвычайного) характера.

Основные компоненты. Основные компоненты информационной технологии управления показаны на рис.2.2.

Входная информация поступает из систем операционного уровня. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия решения виде.

ЛК-2.3. Автоматизация офиса

Характеристика и назначение. Автоматизация офиса (рис.2.3) призвана не заменить существующую традиционную систему коммуникации персонала (с ее совещаниями, телефонными звонками и приказами), а лишь дополнить ее. Используясь совместно, обе эти системы обеспечат рациональную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев информацией.

Автоматизированный офис привлекателен для менеджеров всех уровней управления в фирме не только потому, что поддерживает внутрифирменную связь персонала, но также потому, что предоставляет им новые средства коммуникации с внешним окружением.

Информационная технология автоматизированного офиса — организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.

Офисные автоматизированные технологии используются управленцами, специалистами, секретарями и конторскими служащими, особенно они привлекательны для группового решения проблем. Они позволяют повысить производительность труда секретарей и конторских работников и дают им возможность справляться с возрастающим объемом работ.

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса.

Основные компоненты. База данных. Обязательным компонентом любой технологии является база данных. В автоматизированном офисе база данных концентрирует в себе данные о производственной системе фирмы так же, как в технологии обработки данных на операционном уровне. Информация в базу данных может также поступать из внешнего окружения фирмы.

Информация из базы данных поступает на вход компьютерных приложений (программ), таких, как текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, компьютерные конференции и пр. Любое компьютерное приложение автоматизированного офиса обеспечивает работникам связь друг с другом и с другими фирмами.

Полученная из баз данных информация может быть использована и в некомпьютерных технических средствах для передачи, тиражирования, хранения.

Текстовый процессор. Это вид прикладного программного обеспечения, предназначенный для создания o6pa6oтки текстовых документов. Регулярное получение подготовленных с помощью текстового процессора писем и докладов дает возможность менеджеру постоянно оценивать ситуацию на фирме.

Электронная почта. Электронная почта (E-mail), основываясь на сетевом использовании компьютеров, дает возможность пользователю получать, хранить и отправлять сообщения своим партнерам по сети. Аудио почта. Это почта для передачи сообщений голосом. Система включает в себя специальное устройство для преобразования аудио сигналов в цифровой код и обратно, а также компьютер для хранения аудио сообщений в цифровой форме. Аудио почта также реализуется в сети.

Главным преимуществом аудио почты по сравнению с электронной является то, что она проще — при ее использовании не нужно вводить данные с клавиатуры.

Табличный процессор. Как и текстовый процессор, является базовой составляющей информационной культуры любого сотрудника и автоматизированной офисной технологии. Функции современных программных сред табличных процессоров позволяют выполнять многочисленные операции над данными, представленными в табличной форме.

Любая современная среда табличного процессора имеет средства пересылки данных по сети.

Электронный календарь. Он предоставляет еще одну возможность использовать сетевой вариант компьютера для хранения и манипулирования рабочим расписанием управленцев и других работников организации. Техническое и программное обеспечение электронного календаря полностью соответствует аналогичным компонентам электронной почты.

Использование электронного календаря оказывается особенно эффективным для менеджеров высших уровней управления, рабочие дни которых расписаны надолго вперед.

Компьютерные конференции и телеконференции. Компьютерные конференции используют компьютерные сети для обмена информацией между участниками группы, решающей определенную проблему.

В литературе часто можно встретить термин телеконференция. Телеконференция включает в себя три типа конференций: аудио, видео и компьютерную.

Видеотекст. Он основан на использовании компьютера для получения отображения текстовых и графических данных на экране монитора.

Хранение изображений. В любой фирме необходимо длительное время хранить большое количество документов.

Поэтому возникла идея хранить не сам документ, а его образ (изображение), причем хранить в цифровой форме.

Хранение изображений (imaging) является перспективной офисной технологией и основывается на использовании специального устройства — оптического распознавателя образов, позволяющего преобразовывать изображение документа или фильма в цифровой вид для дальнейшего хранения внешней памяти компьютера.

Аудио конференции. Они используют аудио связь для поддержания коммуникаций между территориально удаленными работниками или подразделениями фирмы. Наиболее простым техническим средством реализации аудио конференцией является телефонная связь, оснащенная дополнительными устройствами, дающими возможность участия в разговоре более чем двум участникам. Создание аудио конференций не требует наличия компьютера, а лишь предполагает использование двухсторонней аудио связи между ее участниками.

Видеоконференции. Они предназначены для тех же целей, что и аудио конференции но с применением видеоаппаратуры. Их проведение также не требует компьютера. В про­цессе видеоконференции ее участники, удаленные друг от друга на значительное расстоя­ние, могут видеть на телевизионном экране себя и других участником. Одновременно с телевизионным изображением передается звуковое сопровождение.

Факсимильная связь. Эта связь основана на использовании факсаппарата, способного читать документ на одном конце коммуникационного канала и воспроизводить его изображение на другом.

Факсимильная связь вносит свой вклад в принятие решений за счет быстрой и легкой рассылки документов участникам группы, решающей определенную проблему, независимо от их географического положения.

ЛК-2.4. Информационная технология поддержки принятия решений

Характеристика и назначение. Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решении является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса (рис.2.4.), в котором участвуют:

§ система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления;

§ человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной системы совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

Информационная технология поддержки принятия решений может использоваться на любом уровне управления.

Основные компоненты. Рассмотрим структуру системы поддержки принятия решений (рис.2.5.), а также функции составляющих ее блоков, которые определяют основные технологические операции.

1.База данных. Она играет в информационной технологии поддержки принятия решений важную роль. Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей.

2.База моделей. Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь

Существует множество типов моделей и способов их классификации, например, по цели использования, области возможных приложений, способу оценки переменных и т.п. По цели использования модели подразделяются на оптимизационные и описательные.

По способу оценки модели классифицируются на детерминистские и стохастические.

Детерминистские модели более популярны, чем стохастические, потому что они менее дорогие, их легче строить и использовать. К тому же часто с их помощью получается вполне достаточная информация для принятия решения.

По области возможных приложений модели разбиваются на специализированные, предназначенные для использования только одной системой, и универсальные — для использования несколькими системами.

В системах поддержки принятия решения база моделей состоит из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, модулей и процедур, используемых как элементы для их построения (см. рис. 3.16),

Стратегические модели используются на высших уровнях управления для установления целей организации, объемов ресурсов, необходимых для их достижения, а также политики приобретения и использования этих ресурсов.

Тактические модели применяются управляющими среднего уровня для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов. Обычно тактические модели реализуются как детерминистские, оптимизационные и универсальные.

Оперативные модели используются на низших уровнях управления для поддержки принятия оперативных решений с горизонтом, измеряемым днями и неделями.

Математические модели состоят из совокупности модельных блоков, модулей и процедур, реализующих математические методы. Сюда могут входить процедуры линейного программирования, статистического анализа временных рядов, регрессионного анализа и т.п. — от простейших процедур до сложных ППП.

Система управления базой моделей должна обладать следующими возможностями: создавать новые модели или изменять существующие, поддерживать и обновлять параметры моделей, манипулировать моделями.

3.Система управления интерфейсом. Эффективность и гибкость информационной технологии во многом зависят от характеристик интерфейса системы поддержки принятия решений. Интерфейс определяет: язык пользователя, язык сообщений компьютера, организующий диалог на экране дисплея; знания пользователя.

Язык пользователя — это те действия, которые пользователь производит в отношении системы путем использования возможностей клавиатуры; электронных карандашей, пишущих на экране; джойстика; " мыши"; команд, подаваемых голосом, и т.п. Наиболее простой формой языка пользователя является создание форм входных и выходных документов.Значительно возросла за последнее время популярность визуального интерфейса.

Язык сообщений — это то, что пользователь видит на экране дисплея (символы, графика, цвет), данные, полученные на принтере, звуковые выходные сигналы и т.п. Важным измерителем эффективности используемого интерфейса является выбранная форма диалога между пользователем и системой. В настоящее время наиболее распространены следующие формы диалога: запросно-ответный режим, командный режим, режим меню, режим заполнения пропусков в выражениях, предлагаемых компьютером.

Долгое время единственной реализацией языка сообщений был отпечатанный или выведенный на экран дисплея отчет или сообщение. Теперь появилась новая воз­можность представления выходных данных— машинная графика. Она даетвозможность создавать на экране и бумаге цветные графические изображения в трехмерном виде.

За последние несколько лет наметилось новое направление, развивающее машинную графику, — мультипликация. Мультипликация оказывается особенно эффективной для интерпретации выходных данных систем поддержки принятия решений, связанных с моделированием физических систем и объектов. В ближайшие годы следует ожидать использования в качестве языка сообщений человеческого голоса.

Знания пользователя — это то, что пользователь должен знать, работая с системой. К ним относятся не только план действий, находящийся в голове у пользователя, но и учебники, инструкции, справочные данные, выдаваемые компьютером.

ЛК-2.5. Информационная технология экспертных систем

Характеристика и назначение. Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.

Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик).

Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия. Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности. Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение. Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии — знаний.

Основные компоненты. Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис.2.6): интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.

1.Интерфейс пользователя. Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.

Менеджер может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс.

Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения.

Хотя технология работы с экспертной системой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.

2.База знаний. Она содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.

Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил.

Все виды знаний в зависимости от специфики предметной области и квалификации проектировщика (инженера по знаниям) с той или иной степенью адекватности могут быть представлены с помощью одной либо нескольких семантических моделей. К наиболее распространенным моделям относятся логические, продукционные, фреймовые и семантические сети.

3.Интерпретатор. Это часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.

4.Модуль создания системы. Он служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем.

Для представления базы знаний специально разработаны языки Лисп и Пролог, хотя можно использовать и любой известный алгоритмический язык.

Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.

ТЕМА 2 ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ЕГО ЭТАПОВ

ЛК-3 ПРЕДПОСЫЛКИ И ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ CALS-ТЕХНОЛОГЙЙ

Современное производство сложной техники подразумевает согласованную работу многих предприятий. Поскольку процессы проектирования и управления производством на предприятиях выполняются с помощью автоматизированных систем, то успешная производственная деятельность подразумевает необходимость информационного взаимодействия таких систем. А так как цель промышленного производства - создание изделий требуемого качества, удобных в освоении и обслуживании в процессе эксплуатации, то информационное взаимодействие необходимо также между изготовителями и потребителями продукции.

Для обеспечения согласованной работы всех предприятий, участвующих в проектировании, производстве, реализации и эксплуатации сложной техники, используется соответствующая информационная поддержка этапов жизненного цикла промышленных изделий. Такая поддержка получила название СALS - (Computer Aided Logistics Support - компьютерная поддержка логистических процессов). В настоящее время эту аббревиатуру принято расшифровывать иначе, а именно Continuous Acquisition and Lifecycle Support, что по-русски может быть представлено как КСПИ (компьютерное сопровождение и поддержка жизненного цикла изделий).

Назначение САLS-технологий - обеспечивать предоставление необходимой информации в нужное время, в нужном виде, в конкретном месте любому из участников жизненного цикла промышленных изделий. Для этого создаются корпоративные комплексные системы проектирования и управления, системы электронного бизнеса (Е- commerce), системы интегрированной логистической поддержки и т.п.

В условиях развития электронного бизнеса участниками жизненного цикла конкретного изделия могут стать юридически и территориально не связанные друг с другом предприятия. Однако электронный бизнес подразумевает возможность их совместного участия в логистических процессах, в том числе через взаимодействие в заказах материалов и услуг, в цепочках поставок комплектующих или готовых изделий и т.п. Совокупность предприятий, взаимодействующих через процедуры E - commerce, принято называть виртуальным предприятием. Очевидно, что информационная поддержка этапов проектирования и производства должна касаться не только внутренних для корпоративной системы процедур, но и прежде всего процедур, обеспечивающих работу виртуальных предприятий.

Основные задачи CALS-систем:

• структурирование и моделирование данных об изделиях и процессах;

• обеспечение эффективного управления и обмена данными между всеми участниками жизненного цикла изделий;

• создание и сопровождение документации, необходимой для поддержки всех этапов жизненного цикла изделий.

Эффективность управления данными подразумевает прежде всего представление информации в форме, обеспечивающей легкость ее восприятия и однозначное ее понимание всеми участниками жизненного цикла изделий. Это требование распространяется на любую документацию, используемую в разных процедурах этапов жизненного цикла. В частности, важное значение в CALS-системах придается задаче обучения персонала, обслуживающего сложную технику, и, следовательно, задаче минимизации усилий при разработке и использовании технических руководств и учебных пособий по обслуживанию изделий.

CALS-технологии призваны служить средством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему. Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники. В чем выражается повышение эффективности?

Во-первых, улучшается качество изделий за счет более полного учета имеющейся информации при проектировании и принятии управленческих решений. Так, обоснованность решений, принимаемых в автоматизированной системе управления предприятием (АСУП), будет выше, если лицо, принимающее решение, и соответствующие программы АСУП имеют оперативный доступ не только к базе данных АСУП, но и к базам данных других автоматизированных систем - системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП) и автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) и, следовательно, могут оптимизировать планы работ, содержание заявок, распределение исполнителей, выделение финансов и т.п. При этом под оперативным доступом необходимо понимать не просто возможность считывания данных из баз данных, но и легкость их правильной интерпретации, т.е. согласованность по синтаксису и семантике с протоколами, принятыми в АСУП. То же относится и к другим системам, например, технологические подсистемы должны с необходимостью воспринимать и правильно интерпретировать данные, поступающие от подсистем автоматизированного конструирования. Последнего не так легко добиться, если основное предприятие и организации-смежники работают с разными автоматизированными системами.

Во-вторых, сокращаются материальные и временные затраты на проектирование и изготовление изделий. Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания ранее выполненных удачных разработок компонентов и устройств, многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю CALS-технологиями. Доступность опять же обеспечивается согласованностью форматов, способов, руководств в разных частях общей интегрированной системы. Кроме того, появляются более широкие возможности для специализации предприятий, вплоть до создания виртуальных предприятий, что также способствует снижению затрат.

В-третьих, значительно снижаются затраты на эксплуатацию благодаря реализации функций интегрированной логистической поддержки. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т.п.

Эти преимущества интеграции данных достигаются применением современных CALS-технологий.

CALS-технология - это технология комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, комплексность обеспечивается унификацией и стандартизацией спецификаций промышленных изделий на всех этапах их жизненного цикла. Основные спецификации представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией. В CALS-системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте.

CALS-технологии зародились в 1980-е годы в недрах военно-промышленного комплекса США в связи с планами США в области СОИ (стратегической оборонной инициативы). Поэтому не удивительно, что среди имеющихся CALS-стандартов фигурирует большое число стандартов и рекомендаций DoD (Министерства обороны США). Для реализации планов СОИ требовались совместные усилия многих промышленных компаний и предприятий в проектировании, производстве и логистической поддержке сложных изделий, а это означало необходимость унификации представления данных об изделиях. Было осознано, что для взаимодействия автоматизированных систем разных предприятий нужна унификация не только формы, но и содержания (семантики) проектной, технологической, эксплуатационной и другой информации о совместно производимой продукции. Другими словами, требовалось создание единой информационной среды взаимодействия всех крупнейших фирм американского военно-промышленного комплекса.

Оказалось, что это чрезвычайно сложная проблема, решение которой требует длительной и многосторонней проработки в масштабах, выходящих за пределы одной страны. Выяснилось также, что создание единой информационной среды требуется не только для уникальных программ типа СОИ, но и для производства любых сложных систем, в первую очередь военной техники, если их производство основано на взаимодействии многих предприятий.

В связи с возникшими практическими потребностями рядом комиссий и комитетов в рамках международных организаций были начаты работы по созданию информационных технологий взаимодействия предприятий и выражающих их международных стандартов. Например, в Международной организации стандартизации (International Standard Organization - ISO) этими вопросами занимается подкомитет SC4 комитета ТС 184. В SC4 имеется несколько рабочих групп, занимающихся конкретными сериями стандартов. В настоящее время в ведущих индустриальных странах мира созданы национальные органы, координирующие работу в области CALS-технологий. В международном масштабе развитием CALS помимо ISO занимаются и такие организации, как ICC (International CALS-congress), EIA (Electronics Industry Association), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) и др. В России в рамках Госстандарта создан технический комитет № 431 «CALS-технологии».

В 1990-х годах разработан и к настоящему времени принят ряд серий международных стандартов, представляющих CALS-технологии, среди которых наиболее значимы стандарты ISO 10303 STEP (Standard for Exchange of Product data). В контрактах, заключаемых на поставку зарубежным заказчикам военной техники, требования к изделиям и документации на них, как правило, формулируются с позиций международных CALS-стандартов и стандартов DoD (последние имеют префикс MIL).

Развитие CALS-технологий стимулирует образование виртуальных производств, при которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно автономными проектными организациями.

Ожидается, что успех на рынках сложной технической продукции будет немыслим вне CALS-технологий. Так, уже сегодня фирмы, предлагающие военную технику без электронной документации, выполненной в соответствии с CALS-стандартами, не имеют никаких шансов на успех в конкурентной борьбе.

Главная задача создания и внедрения CALS-технологий - обеспечение единообразных описания и интерпретации данных независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделенных во времени и в пространстве и применяющих разные системы САЕ/CAD/САМ (см. разд. 1.2). Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация - адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем.

CALS-технологии не отвергают существующие автоматизированные системы проектирования и управления, а являются средством их эффективного взаимодействия. Поэтому интеграция автоматизированных систем на современных предприятиях должна быть основана на CALS-технологиях. Внедрение их требует освоения имеющихся технологий и CALS-стандартов, развития моделей, методов и программ автоматизированного проектирования и управления. Важные проблемы, требующие решения при создании CALS-систем, - управление сложностью проектов и интеграция программного обеспечения, включая вопросы декомпозиции проектов, распараллеливания проектных работ, целостности данных, межпрограммных интерфейсов и др.

Проблематика CALS имеет ряд аспектов. По аналогии с аспектами автоматизированного проектирования целесообразно эти аспекты называть видами обеспечения CALS и выделять лингвистическое, информационное, программное, математическое, методическое, техническое и организационное обеспечения CALS.

К лингвистическому обеспечению относятся языки и форматы данных о промышленных изделиях и процессах, используемые для представления и обмена информацией на этапах жизненного цикла изделий.

Информационное обеспечение составляют базы данных, в которых имеются сведения о промышленных изделиях, используемые разными системами в процессе проектирования, производства, эксплуатации и утилизации продукции. В состав информационного обеспечения входят также серии международных и национальных CALS-стандартов и спецификаций.

Программное обеспечение CALS представлено программными комплексами, предназначенными для поддержки единого информационного пространства этапов жизненного цикла изделий. Это прежде всего системы управления документами и документооборотом, управления проектными данными (PDM), взаимодействия предприятий в совместном электронном бизнесе (СРС), подготовки интерактивных электронных технических руководств и некоторые другие.

Математическое обеспечение CALS включает методы и алгоритмы создания и использования моделей взаимодействия различных систем в CALS-технологиях. Среди этих методов в первую очередь следует назвать методы имитационного моделирования сложных систем, методы планирования процессов и распределения ресурсов.

Методическое обеспечение CALS представлено методиками выполнения таких процессов, как параллельное (совмещенное) проектирование и производство, структурирование сложных объектов, их функциональное и информационное моделирование, объектно-ориентированное проектирование, создание онтологии приложений.

К техническому обеспечению CALS относят аппаратные средства получения, хранения, обработки и визуализации данных при информационном сопровождении изделий. Взаимодействие частей виртуальных предприятий, систем, поддерживающих разные этапы жизненного цикла изделий, происходит через линии передачи данных и сетевое коммутирующее оборудование. Однако используемые технические средства не являются специфическими для CALS, и потому далее в этой книге вопросы технического обеспечения не рассматриваются.

Наконец, организационное обеспечение CALS представлено различного рода документами, совокупностью соглашений и инструкций, регламентирующих роли и обязанности участников жизненного цикла промышленных изделий.

ЛК-4 ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Основные этапы жизненного цикла промышленных изделий представлены на рис. 1.1. Там же указаны основные типы автоматизированных систем, используемых в жизненном цикле изделий.

Системы, указанные на рис. 1.1, поддерживают следующие этапы и процедуры в жизненном цикле изделий:

§ САЕ – Computer Aided Engineering (автоматизированные расчеты и анализ);

§ CAD – Computer Aided Design (автоматизированное проектирование);

§ САМ – Computer Aided Manufacturing (автоматизированная технологическая подготовка производства);

§ PDM – Product Data Management (управление проектными данными);

§ ERP -Enterprise Resource Planning (планирование и управление предприятием);

§ MRP – 2 – Manufacturing (Material) Requirement Planning) (планирование производства);

§ MES – Manufacturing Execution System (производственная исполнительная система);

§ SCM – Supply Chain Management (управление цепочками поставок);

§ CRM – Customer Relationship Management (управление взаимоотношениями с заказчиками);

§ SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерское управление производственными процессами);

§ CNC – Computer Numerical Control (компьютерное числовое управление);

§ S& SM – Sales and Service Management (управление продажами и обслуживанием);

§ СРС - Collaborative Product Commerce (совместный электронный бизнес).

Рис. 1.1. Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации

Современные САПР (или системы САЕ/CAD), обеспечивающие сквозное проектирование сложных изделий или, по крайней мере, выполняющие большинство проектных процедур, имеют многомодульную структуру. Модули различаются своей ориентацией на те или иные проектные задачи применительно к тем или иным типам устройств и конструкций. При этом возникают естественные проблемы, связанные с построением общих баз данных, с выбором протоколов, форматов данных и интерфейсов разнородных подсистем, с организацией совместного использования модулей при групповой работе.

Эти проблемы усугубляются на предприятиях, производящих сложные изделия, в частности с механическими и радиоэлектронными подсистемами, поскольку САПР машиностроения и радиоэлектроники до недавнего времени развивались самостоятельно, в отрыве друг от друга.

Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения разрабатываются системы управления проектными данными - системы PDM. Они либо входят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР.

Уже на этапе проектирования требуются услуги системы SCM, иногда называемой системой управления поставками комплектующих (Component Supplier Management), которая на этапе производства обеспеч