Искусственный интеллект в технологии приборостроения



Применение  электронно-вычислительных  машин  в  технологических  работах
происходило  также как и в других отраслях науки и техники по мере развития
технических  средств  от  счетно-решающих  машин  до вычислительных сетей с
применением компьютеров.
Работы по автоматизации технологического проектирования в СССР начались в
пятидесятые  годы под руководством А. М. Гильмана. Первая крупная работа по
решению  технологических  задач  с  помощью  ЭВМ вышла в 1957 году. С этого
момента  число  работ по этой тематике стало возрастать. Если первоначально
автоматизацией  проектирования занимались только в ПКТИ г. Горького, то уже
в  1967 году число таких организаций достигло 50, а в восьмидесятые годы не
было  отрасли,  в  которой  ее НИИ, КБ и предприятия не занимались бы АСТПП
(Автоматизированная система технологической подготовки).

АСТПП АСТПП предназначена для увеличения производительности труда инженерно-технического состава предприятия, занятых решением задач ТПП и повышения качества решения технологических задач за счет их оптимизации. Основные целевые функции АСТПП: - анализ и унификация предметов, средств, процессов и продуктов труда; - оценка уровня и отработка конструкции изделий на технологичность; - группирование изделий с целью внедрения типовых и групповых технологических процессов; - проектирование технологических процессов; - проектирование и изготовление средств технологического оснащения; - проектирование и изготовление средств механизации и автоматизации вспомогательных операций и переходов; - разработка технологических планировок и расчет производственной мощности; - организация и управление ТПП; - информационное обеспечение. Внедрение АСТПП позволило сократить сроки подготовки производства в 5 - 10 раз и существенно повысить качество работ. Наибольшую эффективность дают информационно-поисковые системы. АСТПП должна быть тесно связана с другими производственными системами. В первую очередь это связь с проектированием изделия, т.е. с процессом создания чертежа конструкции детали, сборки, электронной схемы и т.п. Таким образом, происходит объединение технологической и конструкторской подготовок производства в единую систему технической подготовки производства. CAD/CAM системы предназначены для проектирования и подготовки производства новых изделий. Системы позволяют проектирование сложных изделий с полной параметризацией, применение высококачественной поверхностной геометрии, автоматическое формирование чертежно-графической документации в полном соответствии с ЕСКД, обеспечивает исключительную производительность и качество работы инженера-проектировщика. Одновременно с этим, система позволяет подготавливать технологическую документацию в соответствии с ЕСТД, дает трехмерную модель в системе 3D, автоматически проектирует литейную и другую оснастку, обеспечивает возможность просчитать на точность полученные результаты, разработать управляющую программу для станка с ЧПУ, автоматически разместить электронные элементы на плате печатного монтажа и т.п. Дополняя такие системы можно моделировать технологический процесс на ПК. Крупнейшие мировые фирмы - производители программного обеспечения и компьютерной техники - занимаются разработкой систем CAD/CAM: Smart Solutions Ltd., Cimatron Ltd., MSC. Software Corp., Intelligent Manufacturing Software, Inc., Graphi Tech Ltd., ACA Europe, Cad Com Ltd. и многие другие. В качестве примера рассмотрим схему взаимодействия инженеров на стадии создания документов в системе CAD/CAM.
PDM Дальнейшее развитие систем привело к созданию системы по организации корпоративной работе, т.е. системы по совместной деятельности при организации подготовки производства. PDM - Product Data Management - это сетевая многопользовательская система, обеспечивающая работу всех технологов в едином информационном пространстве с конструкторами и другими специалистами предприятия. Это обеспечивает: - интеграцию системы проектирования технологических процессов с CAD/CАM системами, программами Microsoft Office и другими системами; - возможность заимствовать ранее введенную информацию конструкторами, расцеховщиками, расчетчиками норм расхода материалов и другими специалистами. Одной из подобных систем является система Smar Team. Smar Теаm обеспечивает: - ведение, хранение, быстрый поиск, просмотр и вывод на печать и в систему управления производством конструкторской документации и информации; - проектирование технологических процессов, ведение, хранение, быстрый поиск, просмотр и вывод на печать и в систему управления производством технологической документации и информации; - формирование плановых заданий и диспетчеризацию работ над проектами; - создание локальных и распределенных баз данных о стандартных изделиях, материалах, оборудовании и т. д. и т. п.; - автоматическое отслеживание этапов разработки конструкторской и технологической документации; - автоматическое ведение версий (изменений) документов; - ведение электронных архивов и архивов твердых копий; - расчеты потребностей материальных, трудовых и производственных ресурсов на заказ и/или на плановый период.
CALS (Continuous Acquisition and Life-cycle Support) Это непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта - это стратегия систематического повышения эффективности, производительности и рентабельности процессов хозяйственной деятельности корпорации за счет внедрения современных методов информационного взаимодействия участников жизненного цикла продукта. В условиях постоянного и значительного усложнения инженерно-технических проектов, программ разработки новой продукции и роста наукоемкости изделий конкурентоспособными окажутся предприятия, достигшие совершенства в управлении бизнесом, обладающие отлаженными процессами проектирования, производства, поставки и поддержки продукта, ориентированные на функционирование в условиях быстроменяющейся экономической ситуации и способные мгновенно реагировать на возникающие новые запросы рынка. Такая цель не может быть достигнута частными, постепенными изменениями традиционных методов работы и точечным внедрением средств автоматизации. Предприятие должно провести кардинальное реформирование в сфере управления, опираясь на высокотехнологичные, зарекомендовавшие себя стратегии организации современного бизнеса. Такой стратегией, принятой в настоящее время в качестве международного стандарта, является САLS. CALS - идеология, пропагандирующая коллективный стиль работы, современные методы управления информацией и создание информационной инфраструктуры. Это система поддерживающая жизненный цикл изделия и позволяет получить максимальный экономический эффект в режиме: "Время - деньги". Рано или поздно любая организация начинает чувствовав потребность в совершенствовании организационных и технологических процессов, происходящих внутри компании, и задумываться о выборе методологии и инструментов для решения этой задачи. В мире эта область активно развивается и именуется технологиями анализа и реинжиниринга (перепроектирования) бизнес-процессов. Сам термин "бизнес-процесс" является обобщающим по отношению к процессам разного типа: технологическим, организационно-деловым, управленческим. Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов, как правило, включает в себя следующие этапы: - определение потребностей бизнеса (задачи стоящие перед предприятием, оптимизация внутренних процессов, образование системы информационного обеспечения); - анализ действующих процессов (анализ существующих процессов, определение "узких" мест, рассмотрение вариантов улучшения процессов); - определение необходимых реформ (оптимизация бизнес-процессов, автоматизация бизнес-процессов); - планирование проведения реформ (сокращение времени, повышение качества работы); - реализация намеченных планов ( внедрение, разработка и документов и инструкций). Пример: аутсорсинг - однобизнесовый процесс. В соответствии с требованиями стандартов CALS информационная поддержка процессов эксплуатации должна обеспечиваться путем создания и использования интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР). Использование ИЭТР с его свойствами моментально находить необходимую информацию об изделии, своевременно обновлять данные и предоставлять дополнительные возможности по заказу запасных частей значительно упрощает пользователям работу с промышленным изделием. Вот почему требование предоставить ИЭТР в качестве сопроводительной документации все чаще указывается в контрактах на поставку промышленных изделий. Производителю использование ИЭТР взамен бумажных руководств позволяет получить ощутимое сокращение стоимости и времени разработки сопроводительной документации, а также с минимальными затратами проводить последующие обновление и коррекцию технических руководств. ИЭТР представляет собой комплекс баз данных, предоставляемый заказчику в электронной форме на мобильном носителе (компакт-диске) либо доступный через Интернет, работа с которыми осуществляется с помощью стандартного комплекса программных средств - электронной системы отображения (ЭСО). Базы данных содержат техническое описание изделия и его узлов; технологию эксплуатации, обслуживания и ремонта; сведения о диагностике неисправностей; спецификацию изделия. ИТЭР может содержать информацию в текстовой, графической и мультимедийной форме. Кроме того, ИТЭР может включать в себя средства доступа к другим источникам информации, например хранилищам данных производителя через компьютерные сети. ЭСО, в свою очередь, обеспечивает унифицированный для всех ИТЭР способ взаимодействия с пользователем и технику представления информации. Способ структуризации информации, свойства ИЭТР и способ интерактивного взаимодействия с пользователями подробно регламентированы стандартами CALS.
Виртуальное предприятие В наиболее продвинутых вариантах реализации стратегии CALS может быть полностью осуществлена концепция виртуального предприятия, включающая в себя всех работников и все организации, вовлеченные в выполнение процессов в ходе жизненного цикла продукта. Отставание с внедрением CALS - технологий сделает для предприятий невозможным участие в международной кооперации, негативно отразится на конкурентоспособности и привлекательности производимой продукции и послужит причиной потери определенных сегментов рынка экспортируемой продукции.