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.