Единая система конструкторской документации

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Филиал ГОУ ВПО МГТУТУ в городе Мелеузе

Контрольная работа

По Автоматизация управления жизненным циклом продукции

Студента 2 курса Габбасов Эльвир Факилевич

Факультета САиИ

Мелеуз - 2014

Содержание

1. Документирование продукции по ЕСКД и международным стандартам

2. Информационная составляющая жизненного цикла продукции

3. Построение моделирующих алгоритмов

4. Текущий набор DEX. Спецификация отдельных процессов

1. Документирование продукции по ЕСКД и международным стандартам

Единая система конструкторской документации (ЕСКД)

ЕСКД - первая система государственных стандартов, разработанная и введенная в действие в Советском Союзе, состоит более чем из 150 межгосударственных и национальных стандартов и методических рекомендаций.

ЕСКД представляет собой систему стандартов, устанавливающих взаимосвязанные единые нормы и правила разработки, оформления и обращения конструкторской документации (чертежей, схем, текстовых документов), применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, изготовлении, эксплуатации, ремонте и др.) и распространяется на конструкторские документы всех видов: учетно-регистрационную, нормативно-техническую и технологическую документацию, а также на научно-техническую и учебную литературу.

ЕСКД является нормативно-технической и организационной основой, обеспечивающей использование в документации:

единого технического языка и терминологии;

применение современных методов и средств при проектировании изделий;

возможности взаимообмена конструкторской документацией без ее переоформления;

оптимальной комплектности конструкторской документации;

высокого качества изделий;

учета в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращения причинения вреда имуществу;

возможности расширения унификации и стандартизации при проектировании изделий;

возможности проведения сертификации изделий;

сокращения сроков и снижения трудоемкости подготовки производства;

упрощения форм конструкторских документов и графических изображений;

возможности создания единой информационной базы автоматизированных систем;

гармонизации с соответствующими международными стандартами.

С помощью стандартов системы ЕСКД в промышленность внедряются важнейшие нормативы, например, на шероховатость поверхности, на отклонение форм и расположения поверхностей, на выполнение сварных соединений. С помощью этой системы осуществляется внедрение Единой системы допусков и посадок.

Стандарты ЕСКД также упорядочили требования и правила разработки эксплуатационной и ремонтной документаций.

2. Информационная составляющая жизненного цикла продукции

Одним из направлений повышения эффективности промышленного сектора экономики является применение современных информационных технологий для обеспечения процессов, протекающих в ходе всего жизненного цикла продукции и ее компонентов. Жизненный цикл (ЖЦ) продукта, как его определяет стандарт ISO 9004-1, - это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.

Все многообразие этих процессов можно представить в виде прямых и обратных связей поставщика с субпоставщиком и потребителем (рис. 1).



Рис. 1 - Жизненный цикл продукта как взаимосвязь процессов

В общем случае ЖЦ необходимо рассматривать как совокупность ЖЦ конечного продукта и ЖЦ входящих в него компонентов, результатов деятельности субпоставщиков. С этой точки зрения ЖЦ представляет собой древовидную структуру (рис. 2).

Рис. 2 - Жизненный цикл продукта и его компонентов

Информационное взаимодействие субъектов, участвующих в поддержке ЖЦ, должно осуществляться в едином информационном пространстве. В основе концепции единого информационного пространства лежит использование открытых архитектур, международных стандартов и апробированных коммерческих продуктов обмена данными. Стандартизации подлежат форматы представления данных, методы доступа к данным и их корректной интерпретации.

Первые шаги в организации единого информационного пространства были предприняты еще в 80-х годах в оборонном комплексе США. Возникла необходимость в обеспечении оперативного обмена данными между заказчиком, производителем и потребителем вооружений и военной техники (ВВТ), а также в повышении управляемости, сокращении бумажного документопотока и связанных с ним затрат.

Данная концепция изначально базировалась на понятия ЖЦ средств ВВТ и охватывала в основном фазы производства и эксплуатации. На первоначальном этапе инициатива получила обозначение CALS (Computer Aided Logistic Support - компьютерная поддержка поставок).

Доказав свою эффективность, концепция CALS начала активно применяться в промышленности, строительстве, транспорте и других отраслях экономики, расширяясь и охватывая все этапы ЖЦ продукта - от маркетинга до утилизации.

Новая концепция сохранила существующую аббревиатуру (CALS), но получила более широкую трактовку: Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта. Таким образом, идея, возникшая в Министерстве обороны США и связанная только с поддержкой логистических систем, быстро превратилась в глобальную бизнес-стратегию перехода на безбумажную электронную технологию и повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта за счет информационной интеграции и совместного использования информации на всех этапах ЖЦ. В настоящее время в мире действует более 25 национальных организаций, координирующих вопросы развития CALS-технологий, в том числе в США, Канаде, Японии, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии, а также в рамках НАТО.

В отличие от интегрированной автоматизированной системы управления производством (ИАСУ), CALS-система охватывает все стадии ЖЦ (рис. 3).



Рис. 3 - Позиционирование АСУП, ИАСУ и CALS-систем внутри жизненного цикла продукта

Информационная интеграция на основе единой модели продукта

Предметом CALS являются технологии совместного использования и информации (информационной интеграции) в процессах, выполняемых в ходе ЖЦ продукта. В основе CALS лежит комплекс единых информационных моделей, стандартизация способов доступа к информации и ее корректной интерпретации, обеспечение безопасности информации, а также юридические вопросы совместного использования информации (в том числе интеллектуальной собственности).

Информационная интеграция базируется на применении следующих интегрированных моделей:

- продукта;

- ЖЦ продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов;

- производственной и эксплуатационной среды.

Классификация информационных моделей и их связь со стадиями ЖЦ продукта приведены в таблице.

С позиций системной архитектуры базовые информационные модели - это фундамент, на котором могут быть построены автоматизированные системы управления различного уровня. На основе одной и той же модели ЖЦ и бизнес-процессов решаются задачи анализа эффективности бизнес-процессов и обеспечения качества продукции. Интегрированная модель продукта обеспечивает обмен конструкторскими данными между проектировщиком и производителем, является источником информации для расчета потребности в материалах и создания электронных справочников по эксплуатации продукта и т. д.

Применение совместно используемых информационных моделей, являющихся единым источником информации и стандартизованных методов доступа к данным, - основа эффективной информационной кооперации всех участников ЖЦ.

Примеры задач, решаемых при помощи CALS-технологий

Моделирование жизненного цикла продукта и выполняемых бизнес-процессов. Первый шаг к повышению эффективности организационной структуры, поддерживающей одну или несколько стадий ЖЦ продукта, - моделирование и анализ ее функционирования.

Цель бизнес-анализа - выявить существующее взаимодействие между составными частями и оценить его рациональность и эффективность. Для этого с использованием CALS-технологий разрабатываются функциональные модели, содержащие детальное описание выполняемых процессов в их взаимосвязи. Формат описания регламентирован стандартами IDEF/0 и ISO 10303 AP208. Полученная функциональная модель не только является детальным описанием выполняемых процессов, но также позволяет решать целый ряд задач, связанных с оптимизацией, оценкой и распределения затрат, оценкой функциональной производительности, загрузки и сбалансированности составных частей, т. е. вопросов анализа и реинжиниринга бизнес-процессов (Business Process Reengineering, BPR).

Проектирование и производство изделия. Совместное, кооперативное, проектирование и производство изделия может быть эффективным в случае, если оно базируется на основе единой информационной модели изделия.

Разрабатываемая на данной фазе конструкторско-технологическая информационная модель должна базироваться на использовании стандарта ISO 10303 STEP. Созданная однажды модель изделия используется многократно. В нее вносятся дополнения и изменения, она служит отправной точкой при модернизации изделия. Модель изделия в соответствии с этим стандартом включает: геометрические данные, информацию о конфигурации изделия, данные об изменениях, согласованиях и утверждениях.

Стандарт ISO 10303 построен таким образом, что помимо базовых элементов (интегрированных ресурсов) в его состав входят так называемые прикладные протоколы, определяющие конкретную структуру информационной модели для различных предметных областей (автомобилестроение, судостроение, строительство, электроника и т. д.). Все прикладные протоколы (прикладные информационные модели) базируются на стандартизованных интегрированных ресурсах. Таким образом, при создании нового прикладного протокола обеспечивается преемственность с уже существующими решениями.

Стандартный способ представления конструкторско-технологических данных позволяет решить проблему обмена информацией между различными подразделениями предприятия, а также участниками кооперации, оснащенными разнородными системами проектирования. Использование международных стандартов обеспечивает корректную интерпретацию хранимой информации, возможность оперативной передачи функций одного подрядчика другому, который, в свою очередь, может воспользоваться результатами уже проделанной работы. Это особенно важно для изделий с длительным ЖЦ, когда необходимо обеспечить преемственность информационной поддержки продукта, независимо от складывающейся рыночной или политической ситуации.

Эксплуатация изделия. Известно, что объемы разрабатываемой документации для сложного наукоемкого изделия очень велики. Поэтому традиционное бумажное документирование сложных изделий требует огромных затрат на поддержку архивов, корректировку документации, а также снижает эксплуатационную привлекательность и конкурентоспособность изделия.

Решение проблемы заключается в переводе эксплуатационной документации на изделие, поставляемой потребителю, в электронный вид. При этом комплект электронной эксплуатационной документации следует рассматривать как составную часть единой интегрированной информационной модели изделия.

Электронная документация может поставляться на электронных носителях, например компакт-дисках, или размещаться в глобальной сети Интернет.

Классификация информационных моделей и их связь со стадиями ЖЦ продукта документирование стандарт продукция респондент

Эксплуатационная документация может содержать информацию различных типов в соответствии со стандартами CALS: ISO 8879 (SGML), ISO 10744 (HyTime) и MIL-PRF-28001C - для текстовой и мультимедийной информации, MIL-PRF-28000A, MIL-PRF-28002C, MIL-PRF-28003A - для векторных и растровых графических иллюстраций.

Стандарты MIL-PRF-87268 и MIL-PRF-87269 определяют стиль, формат и технологию создания электронных справочников по изделиям. Стандартизация гарантирует применимость такой электронной документации на любых компьютерных платформах.

Важно отметить, что в электронный вид может быть преобразована эксплуатационная документация, созданная ранее без использования компьютерных систем. Для изделий, уже находящихся в эксплуатации длительный период и спроектированных традиционными методами, задача поддержки документации не менее актуальна. В качестве примера можно привести опыт проектов, выполняемых в ВМФ и ВВС США по массовому переводу миллионов страниц руководств и листов чертежей в стандартизованный электронный вид. Полученная электронная документация размещается в специальных хранилищах на базах ВМФ и ВВС или непосредственно у производителей и доступна через компьютерные сети. Одновременно информация может распространяться на компакт-дисках. Данные работы выполняются уже в течение ряда лет. При этом используются современные технологии сканирования, распознавания текста, векторизации чертежей и схем, создаются электронные справочники на целые изделия и отдельные системы.

Что дают CALS-технологии

Во многих развитых странах CALS рассматривается как стратегия выживания в рыночной среде, позволяющая:

- расширить области деятельности предприятий (рынки сбыта) за счет кооперации с другими предприятиями, обеспечиваемой стандартизацией представления информации на разных стадиях и этапах жизненного цикла. Благодаря современным телекоммуникациям, уже не принципиально географическое положение и государственная принадлежность партнеров. Новые возможности информационного взаимодействия позволяют строить кооперацию в форме виртуальных предприятий, действующих в течение ЖЦ продукта. Становится возможной кооперация не только на уровне готовых компонентов, но и на уровне отдельных этапов и задач: в процессах проектирования, производства и эксплуатации;

- повысить эффективность бизнес-процессов, выполняемых в течение ЖЦ продукта; за счет информационной интеграции и сокращения затрат на бумажный документооборот, повторного ввода и обработки информации обеспечить преемственность результатов работы в комплексных проектах и возможность изменения состава участников без потери уже достигнутых результатов;

- повысить “прозрачность” и управляемость бизнес-процессов путем их реинжиниринга, на основе интегрированных моделей ЖЦ и выполняемых бизнес-процессов, сократить затраты в бизнес-процессах за счет лучшей сбалансированности звеньев;

- повысить привлекательность и конкурентоспособность изделий, спроектированных и произведенных в интегрированной среде с использованием современных компьютерных технологий и имеющих средства информационной поддержки на этапе эксплуатации;

– обеспечить заданное качество продукции в интегрированной системе поддержки ЖЦ путем электронного документирования всех процессов и процедур.

3. Построение моделирующих алгоритмов

Задача имитационного моделирования - получение траектории движения (изменения) состояний рассматриваемой системы в n - мерном пространстве, а также вычисление некоторых показателей, зависящих от выходных сигналов системы и характеризующих ее свойства.

Известны два принципа построения моделирующего алгоритма процесса функционирования систем: принцип и принцип особых состояний () [2, 8, 11, 13-15, 18] .

При использовнии принципа состояния исследуемой системы фиксируются через определенный дискретный интервал времени. Принцип - универсален, применим для широкого класса систем. Его недостаток - неэкономичность с точки зрения затрат машинного времени. Пример системы, которая моделируется на основе принципа - устройство, преобразующее входной сигнал каждый такт времени или дифференцирующий фильтр.

При использовании принципа состояния системы фиксируются только в «особые» моменты времени, шаг по времени в этом случае не постоянен, является величиной случайной и вычисляется в соответствии с информацией о предыдущем особом состоянии. К системам, имеющим особые состояния, относятся системы массового обслуживания (СМО). Особые состояния появляются в моменты поступления заявок, в моменты освобождения каналов и т.д. Для таких систем применение принципа нерационально, так как при этом возможны пропуски особых состояний и необходимы методы их обнаружения. Принцип дает возможность для ряда систем существенно уменьшить затраты машинного времени на реализацию моделирующих алгоритмов по сравнению с принципом. Для исследования процесса функционирования больших систем рационально использование комбинированного принципа построения моделирующих алгоритмов, сочетающего в себе преимущества каждого из рассмотренных принципов.

Необходимо рассчитать значения производной детерминированной функции, подаваемой на вход дифференцирующего фильтра.

Рассчитать имитационным методом на основе принципа в моменты времени t =1,2,…, N (=0,01).

Рассчитать значения производной в моменты времени t =1,2,…, N , используя аналитическую формулу (аналитический метод).

Построить графики исходной функции и производных, рассчитанных имитационным методом и аналитическим. Сопоставить полученные результаты, сделать выводы.

Решение. Процесс, происходящий в фильтре (рис. 3.2), описывается дифференциальным уравнением [13]:

где K - коэффициент усиления; - входной сигнал.

Доказано, что:

Преобразуем математическую модель фильтра к виду, позволяющему применить принцип. В простейшем случае достаточно уравнение аппроксимировать конечно-разностным уравнением:

что соответствует итерационной формуле:

Задав начальное условие можно построить траекторию процесса, происходящего в фильтре, с целью получения текущего значения производной любой детерминированной функции, подаваемой на вход.

Пусть шаг =0,01; N =1000.

Вычислим К =1/ =100. В табл. 3.1 приведены результаты вычислений. В последнем столбце табл. 3.1 приведены значения производной, вычисленные аналитически, по формуле:.

Таблица 1

0	0,01	1,00995	0,5	50,9949	0,98995
1	0,02	1,0198	1,00995	0,98488	0,9798
2	0,03	1,0295	1,0198	0,97469	0,9696
3	0,04	1,0392	1,0295	0,96439	0,9592
4	0,05	1,0487	1,0392	0,95399	0,9488
5	0,06	1,0582	1,0487	0,94351	0,9382
6	0,07	1,0675	1,0582	0,93293	0,9276
7	0,08	1,0767	1,0675	0,92226	0,9169
8	0,09	1,0858	1,0767	0,91149	0,9060
9	0,1	1,0948	1,0858	0,90063	0,8952
…

На приведены графики исходной функции и производных, рассчитанных имитационным методом и аналитическим.

При построении графика не учитывается первая строка табл. 1, так как значение производной, вычисленной имитационным методом, в момент времени 0 соответствует переходному процессу в дифференцирующем фильтре и поэтому значительно отличается от значения производной, вычисленной аналитически. Продолжительность переходного процесса в фильтре зависит от задания начального значения. В данном случае переходный процесс продолжается один временной такт.

Произвести все расчеты и построить линейный график траекторий изучаемых процессов можно средствами MS Excel или Statistica.

Визуальный анализ графика позволяет сделать вывод о статистической близости результатов, полученных при вычислении производной аналитическим и имитационным методами.

Пример 2. Необходимо реализовать имитационное моделирование вычислительной системы на основе принципа с целью оценки эффективности ее функционирования. Пусть рассматривается вычислительная система, включающая один компьютер. Задан интервал поступления заданий на обработку (равномерный в диапазоне 2-6). Задан интервал выполнения заданий (равномерный в диапазоне 3-4). Реализовать моделирование работы вычислительной системы по обработке 100 заданий. Рассчитать среднее время ожидания в очереди и вероятность простоя компьютера. Сделать выводы. Оценить эффективность работы вычислительной системы.

Решение.

1 шаг. Выберем входные, промежуточные и выходные переменные

входные и промежуточные переменные:

Т инт. прих. - интервал между поступлением заданий;

Т инт. обс. - интервал обработки задания;

Т прих. - момент поступления очередного задания;

Т нач. обс. - момент начала обработки очередного задания;

Т ок. обс. - момент окончания обработки очередного задания;

выходные переменные:

Т ож. - время ожидания задания в очереди;

Т простоя - время простоя компьютера до поступления очередного задания;

Т ож.ср. - среднее время ожидания задания в очереди;

Р простоя - вероятность простоя компьютера.

В табл. 2 и на приведены данные ручного моделирования обработки первых четырех заданий для иллюстрации принципа особых состояний. Интервалы поступления заданий и интервалы обработки заданы произвольно.

Таблица 2 Имитационное моделирование обработки заданий

Номер шага	T инт. прих.	T инт. обс.	T прих.	T нач. обс.	T ок. обс.	T ож.	T простоя
1	3	4	3	3	7	0	3
2	5	3	8	8	11	0	1
3	2	4	10	11	15	1	0
4	3	4	13	15	19	2	0
…
100

2 шаг. Разработка блок-схемы алгоритма имитации СМО

3 шаг. В соответствии с разработанной блок-схемой составляется программа имитации работы СМО на любом языке программирования с использованием любых программных средств.

4 шаг. Расчет показателей эффективности СМО с помощью разработанной программы имитации. 5 шаг. Анализ полученных результатов, оценка эффективности СМО.

4. Текущий набор DEX. Спецификация отдельных процессов

DEX: Dialer EXpress

Система исходящего обзвона респондентов с поддержкой предиктивного и прогрессивного режима набора номеров.

Назначение

• автоматизация работы контакт-центра - операторы не участвуют в непосредственном наборе номеров, система самостоятельно переводит на них отвеченные вызовы;

• единое управление и хранение всей информации по всем проектам;

• предоставление как оперативной (текущие состояния операторов и линий связи, процент простоя, среднее время на дозвон по контакту и проч.) так и исторической (общее число совершенных вызовов, количество и статусы каждого конкретного контакта и проч.) статистики;

• проектная запись разговоров операторов и их последующая выгрузка с использованием произвольных фильтров.

Режимы дозвона

• Базовый. Система начинает набирать номер, как только оператор переходит в состояние готовности. Когда респондент ответит на вызов, звонок будет переведён на оператора.

• Прогрессивный. Система инициирует дозвон, как только оператор переходит в состояние готовности. В отличие от базового варианта для каждого соединения набирается одновременно несколько (два или более) номеров. Первый отвеченный вызов будет переведён оператору, остальные будут сброшены (в случае отсутствия операторов в состоянии готовности).

• Предиктивный. В своей работе система опирается на статистику, учитывая среднее время, затрачиваемое на установление соединения, среднее время разговора оператора, среднее время постобработки и другие параметры. Набор номера может начаться, когда все операторы заняты - в расчёте на то, что кто-то из них в ближайшее время освободится. Поскольку в данном режиме система оперирует вероятностями, его эффективность зависит от однородности базы контактов, статистической равномерности интервью и общего количества операторов, участвующих в проекте.

• Смешанный. Сочетание предиктивного режима с прогрессивным: идёт предвосхищающий набор номера с возможностью использования нескольких каналов одновременно.

Схема работы

• Оператор регистрируется в системе, используя специальную программу. В этой же программе отображается необходимая информация по контакту, а также указывается результат обработки.

• При переходе оператора в режим готовности - система дозванивается до респондента и переводит вызов на программный телефон оператора, с одновременным показом данных о контакте.

• Если необходимо, при получении вызова может быть запущенна любая внешняя программа или открыта ссылка в браузере с передачей любых параметров идентифицирующих текущий проект и контакт.

• После окончания обработки оператор отмечает результат звонка и сразу (в зависимости от эффективности дозвона) получает следующий вызов для обработки.

Связь с системами анкетирования

«Dialer EXpress» архитектурно независим от систем анкетирования и сбора данных. Любые параметры идентифицирующие контакт и текущий проект могут быть переданы любому стороннему приложению или веб-сервису в момент установления соединения с оператором.

Отчётность

• Оперативная отчётность позволяет наблюдать за работой контакт-центра в режиме реального времени, отслеживая загрузку операторов, состояния каналов связи, статистику баз контактов и другие параметры.

• Историческая отчётность подразумевает хранение и обработку историй всех вызовов для каждого проекта или для всей системы в целом. Допускается построение произвольных отчётов по проектам и операторам.

Базовый формат выгрузки отчетов - Microsoft Excel.

Записи

В системе производится запись всех разговоров по проектам с возможностью последующей выгрузки файлов с применением различных фильтров. Возможно прослушивание разговоров операторов в реальном времени.

Архитектура

• Сервер телефонии: программная телефонная станция на базе Asterisk IP PBX.

• Сервер базы данных: ОС «Microsoft Windows Server» (допускается использование бюджетной редакции «Windows Web Server») с базой данных «Microsoft SQL Server» или «PostgreSQL».

• Рабочие места операторов: ОС семейства «Microsoft Windows» (от «Windows XP SP3» и выше) с установленным «Microsoft .NET Framework 4.0». В качестве программного телефона рекомендуется использовать «X-Lite» (или «Bria») от компании «CounterPath», либо любой другой программный телефон с функцией автоответа на входящий звонок.

Интерфейс управления системой и онлайн-мониторинга реализован в виде веб-приложения.

Стоимость

Каждый проект создаётся с учётом пожеланий, требований и специфики заказчика. Объём работ, их стоимость и сроки обсуждаются индивидуально.

Размещено на Allbest.ru