Этапы жц промышленных изделий и системы их автоматизации

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

Системы, указанные на рисунке, поддерживают следующие эта пы 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 ( плани рование производства );
• MES - Manufacturing Execution System (производственная ис полнительная система);
• SCM - Supply Chain Management (управление цепочками пос тавок);
• CRM - Customer Relationship Management (управление взаимо отношениями с заказчиками);
• SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчер ское 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 электрон ный бизнес).

Современные САПР (или системы CAE / CAD ), обеспечивающие сквозное проектирование сложных изделий или, по крайней мере, выполняющие большинство проектных процедур, имеют много модульную структуру. Модули различаются своей ориентацией на те или иные проектные задачи применительно к тем или иным ти пам устройств и конструкций. При этом возникают естественные проблемы, связанные с построением общих баз данных, с выбо ром 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 компо нентов САПР различного назначения разрабатываются системы управления проектными данными - системы PDM . Они либо вхо дят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятель ное 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 обеспечивает поставки необходимых материалов и комплектующих.

АСТПП , составляющие основу системы САМ, выполняют син тез технологических процессов и программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), выбор технологичес кого оборудования, инструмента, оснастки, расчет норм времени и т.п. Модули системы САМ обычно входят в состав развитых САПР, и потому интегрированные САПР часто называют системами CAE / CAD / CAM / PDM .

Функции управления на промышленных предприятиях выполняются автоматизированными системами на нескольких иерархических уровнях.

Автоматизацию управления на верхних уровнях от корпорации (производственных объединений предприятий) до цеха осуществ ляют АСУП, классифицируемые как системы ERP или MRP-2 .

Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес- функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т.п. Системы MRP -2 ориентированы главным образом на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством.

АСУТП контролируют и используют данные, характеризующие состояние технологического оборудования и протекание техно логических процессов. Именно их чаще всего называют системами промышленной автоматизации.

Для выполнения диспетчерских функций (сбора и обработки данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и разработки программного обеспечения для встроенного оборудо вания в состав АСУТП вводят систему SCADA . Для непосредствен ного программного управления технологическим оборудованием используют системы CNC на базе контроллеров (специализи рованных компьютеров, называемых промышленными), встроен ных в технологическое оборудование.

На этапе реализации продукции выполняются функции управ ления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится ана лиз рыночной ситуации, определяются перспективы спроса на пла нируемые к выпуску изделия. Эти задачи решаются с помощью системы CRM . Маркетинговые функции иногда возлагаются на сис тему S & SM , которая, кроме того, служит для решения проблем обслуживания.

На этапе эксплуатации применяются специализированные ком пьютерные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диаг ностики эксплуатируемых систем. Обслуживающий персонал использует интерактивные учебные пособия и технические руководства, а также средства для дистанционного консульти рования при поиске неисправностей, программы для автоматизированного заказа деталей взамен отказавших.

Следует отметить, что функции некоторых автоматизированных систем часто перекрываются. В частности, это относится к системам ERP и MRP -2. Управление маркетингом может быть поручено как системе ERP , так и системе CRM или S & SM .

На решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом ориентированы системы MES . Они близки по некоторым выполняемым функциям к системам ERP , PDM , SCM , S & SM и отличаются от них именно оперативностью, принятием решений в реальном времени, причем важное значение придается оптимизации этих решений с учетом текущей информа ции о состоянии оборудования и процессов.

Перечисленные автоматизированные системы могут работать ав тономно, и в настоящее время так обычно и происходит. Однако эффективность автоматизации будет заметно выше, если данные, генерируемые в одной из систем, будут доступны в других системах, поскольку принимаемые в них решения станут более обоснованными.

Чтобы достичь должного уровня взаимодействия промыш ленных автоматизированных систем, требуется создание единого информационного пространства не только на отдельных предприя тиях, но и, что более важно, в рамках объединения предприятий. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации, как формы, так и содержания информации о конкрет ных изделиях на различных этапах их жизненного цикла.

• унификация формы достигается использованием стандартных форматов и языков представления информации в межпрограммных обменах и при документировании.
• унификация содержания , понимаемая как однозначная правиль ная интерпретация данных о конкретном изделии на всех этапах его жизненного цикла, обеспечивается разработкой онтологии (ме таописаний) приложений, закрепляемых в прикладных CALS -протоколах.
• унификация перечней и наименований сущностей, атрибутов и отношений в определенных предметных областях является основой для единого электронного описания изделия в CALS -пространстве.