- •Содержание
- •1. Инженерное проектирование
- •1.1 Виды проектирования
- •1.2 Структура проектирования.
- •1.3 Стадии проектирования
- •1.4 Проектные процедуры.
- •1.5 Системный подход.
- •2. Интегрированные системы проектирования (исп)
- •2.1 Структура систем автоматизированного проектирования
- •2.2 Классификация сапр.
- •2.3 Cad, cam, cae системы.
- •2.4 Технология cals.
- •3. Техническое обеспечение исп.
- •3.1 Требования к техническому обеспечению.
- •3.2 Виды сетей.
- •3.3 Вычислительные системы.
- •3.4 Периферийные устройства.
- •4. Математическое обеспечение в исп
- •4.1 Виды математических моделей и требования к ним.
- •4.2 Формирование моделей на макроуровне.
- •4.3 Моделирование аналоговых устройств на функционально-логическом уровне.
- •4.4 Моделирование цифровых устройств на функционально-логическом уровне.
- •4.4 Математическое обеспечение анализа на системном уровне.
- •5. Автоматизированные системы управления (асу).
- •5.1 Иерархический принцип построения систем управления производством.
- •5.2 Функциональная структура систем управления производством.
- •5.3 Техническая структура и программное обеспечение автоматизированных систем управления производством.
5.2 Функциональная структура систем управления производством.
Интегрированная АСУ (ИАСУ) многономенклатурным производством состоит из функционально и эксплуатационно законченных систем, которые могут функционировать самостоятельно, обмениваясь информационными массивами. Эти системы могут быть резидентными на различных иерархических уровнях и эксплуатироваться в составе различных организационных служб.
Системами, на которые можно подразделить ИАСУ, являются:
автоматизированная система управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУ ПХД);
автоматизированная система управления технической подготовкой производства (АСУ ТПП);
система управления ходом автоматизированного производства (АСУ АП).
Головным компонентом ИАСУ, обеспечивающим управление организационно-экономическими процессами предприятия на всех уровнях, является автоматизированная система управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУ ПХД).
В состав АСУ ПХД входят следующие подсистемы:
технико-экономическое планирование;
управление финансовой деятельностью;
бухгалтерский учет;
оперативное управление основным производством;
управление качеством;
управление кадрами;
управление вспомогательным производством.
Основной функцией подсистемы технико-экономического планирования является информационное обеспечение персонала, принимающего решения в этой сфере деятельности предприятия в целом и его подразделений на основе комплексов автоматизированных расчетов. Результаты разработки плановых вариантов используются на уровне планово-экономического отдела предприятия и соответствующих плановых подразделений структурных единиц. При этом осуществляется:
разработка перспективного плана в целом с разбивкой по годам;
детализация годового плана по кварталам и месяцам;
контроль за ходом выполнения указанных планов, в том числе перспективного — с разбивкой по годам и годового — с разбивкой по кварталам и месяцам.
Основой для принятия решений на этапах разработки вариантов проекта перспективного плана должен быть анализ эффективности работы предприятия и его структурных элементов. При этом следует стремиться не к максимизации результатов деятельности каждого подразделения по отдельности, а к их наилучшему совокупному сочетанию. Важно, что плановикам предоставляются средства оценки и анализа поступивших заказов с точки зрения возможности их удовлетворения в установленные сроки с соблюдением необходимой комплектности в условиях фиксированных ограничений по производственным возможностям. Обычно предусматриваются два уровня организации комплекса технико-экономических расчетов: заводской и цеховой.
Подсистема автоматизации бухгалтерской деятельности должна обеспечить:
учет движения основных средств и фактических затрат на производство, готовой продукции и ее реализации, услуг и материалов, предоставляемых на сторону, денежных средств;
расчеты с поставщиками и потребителями, с финансовыми органами, дебиторами и кредиторами;
изменения уставного фонда, амортизационного и других фондов;
расчеты по оплате труда;
учет материальных ценностей;
подсчет затрат на производство;
выполнение сводных расчетов и составление отчетности.
Подсистема управления коммерческой деятельностью обеспечивает проведение целенаправленной производственно-сбытовой стратегии, ориентированной на постояннуюмодернизацию, освоение новейших технологий, ускорение обновления продукции, гибкую и эффективную рыночную
политику.
При этом осуществляются:
создание информационных банков, отражающих новейшие достижения науки и техники;
поиск потенциальных партнеров;
сбор, предварительная обработка и взаимная увязка коммерческих предложений;
определение объема и структуры реализации с точки зрения обеспеченности ресурсами, а также возможностей
сбыта;
оперативный анализ выполнения принятого плана, разработка мероприятий по ликвидации отклонений;
прогнозирование выполнения плана коммерческой деятельности на плановый и любой заданный период.
Обычно функции, выполняемые этой подсистемой, объединяются в три группы:
управление маркетингом;
материально-техническое снабжение;
управление сбытом.
Принципы построения автоматизированного производства требуют охвата автоматизацией всех уровней управления (завод, цех, участок, рабочее место) с выходом на управление технологическими процессами и с использованием на всех уровнях интерактивных режимов.
В состав подсистемы оперативного управления производством включаются:
межцеховая система планирования и учета, обеспечивающая автоматизацию функций производственно-диспетчерского отдела;
цеховые системы управления.
Межцеховая система управления обеспечивает формирование планов по цехам, контроль, анализ и регулирование выполнения плановых заданий.
При этом осуществляется составление производственной программы работы цехов на планируемый период с учетом договорных сроков на поставку продукции, определение потребных ресурсов на производственную программу на планируемый период с учетом договорных сроков на поставку продукции, определение потребных ресурсов на производственную программу на планируемый период (трудовых, материальных, производственных мощностей). Производится составление номенклатурных планов цехам и планов обеспечения цехов комплектующими заготовками, инструментом, оснасткой, материалами. Осуществляется учет и анализ выполнения номенклатурных планов цехами, использования ресурсов, обеспечения сырьем и комплектующими, прогнозирование выполнения плановых заданий, выдача рекомендаций по возможным вариантам выполнения плановых заданий. По результатам учета и анализа производится корректировка установленных показателей.
Цеховая система управления качеством обеспечивает выполнение тех же функций, но применительно к участкам и другим внутрицеховым структурным единицам.
Подсистема управления качеством выполняет такие функции, как учет и анализ брака по цехам (определение оперативных данных о забракованных деталях и сборочных единицах по виновному Цеху и предприятию в целом по видам и причинам брака), учет и анализ претензий к качеству деталей, поступающих на сборку (определение данных о забракованных деталях по цехам-поставщикам по видам и причинам брака в количественном и процентном отношениях), учет и анализ рекламаций и потерь от брака в стоимостном выражении, учет данных входного контроля, учет и анализ поверяемых средств измерения.
Подсистема управления кадрами выполняет учет личного состава работающих и определение показателей для справок по личному составу работающих, анализ движения кадров по предприятию за месяц, квартал, год, организацию и ведение базы данных справочно-ииформационной системы «Кадры» на основании исходных документов и поддержание сформированных массивов в актуальном состоянии.
Система управления вспомогательным производством обычно охватывает следующие компоненты предприятия:
инструментальное хозяйство, состоящее из инструментального цеха (участка), административной службы БИХ (бюро инструментального хозяйства), участков сборки и подготовки инструмента;
транспортное оборудование, состоящее из транспортного цеха и административной службы управления транспортом;
службу главного механика, в состав которой входят специализированные отделы и ремонтно-механический цех;
службу главного энергетика, в состав которой входят специализированные отделы и электроремонтный цех (участок).
Подсистема управления инструментальным хозяйством осуществляет:
информационное обеспечение инструментального хозяйства, включая ведение сводных каталогов инструмента и оснастки, учет их применяемости, ведение портфеля заказов на их изготовление, расчет потребности в инструменте и оснастке, материалах и комплектующих для их изготовления, формирование планов подготовки производства инструмента и оснастки;
планирование поступления инструмента и оснастки по цехам и участкам вместе с формированием производственных планов инструментальному цеху по номенклатуре и объему;
оперативный учет и контроль состояния инструментального производства и хозяйства, включая учет движения инструмента и оснастки на центральном инструментальном складе (ЦИС) и на локальных инструментальных складах, учет выбытия из оборота, учет реализации фондов, контроль обеспеченности инструментом и оснасткой, выполнения планов их производства по номенклатуре и объему, учет брака и незавершенного производства, формирование установленных форм отчетности.
Подсистема управления транспортным обслуживанием осуществляет:
информационное обеспечение транспортного хозяйства, включая ведение базы данных по всем видам транспортных средств, нормативов, наличию и потребности в запасных частях и формирование планов ремонтных работ транспортных средств;
планирование работы транспортных средств, включая составление графиков работы транспорта по заявкам подразделений и расчет обеспеченности перевозок:
оперативный учет и контроль состояния транспортного обслуживания и формирование установленных форм отчетности.
Аналогичные функции применительно к своему кругу компетенции осуществляют подсистемы управления ремонтным хозяйством и управления энергетическим хозяйством.
Автоматизированная система технической подготовки производства (АС ТПП) предназначена для обеспечения проектных работ, выполняемых на стадии технической подготовки производства, включающей в себя:
конструкторскую подготовку производства;
технологическую подготовку производства;
материальную подготовку производства.
Объектами автоматизации являются:
процессы проектирования изделий;
процессы проектирования технологической документации;
процессы разработки управляющих программ (УП) для оборудования с программным управлением;
расчетные работы, связанные с нормированием расхода ресурсов;
процессы поиска информации, необходимой для принятия технических решений;
процессы организационного управления службами технической подготовки производства.
В АС ТПП входят:
информационно-поисковая система конструкторского назначения, осуществляющая поиск общих видов изделий или объектов и их элементов, информации стандартов, а также текстовой конструкторской документации по изделиям;
САПР изделий или объектов, включая выбор проектных вариантов, расчеты проектных параметров, формирование описаний общих видов и рабочих чертежей элементов и формирование спецификаций, вывод конструкторской и проектной документации на визуализацию и печать;
САПР технологических процессов основной обработки, включая расчеты и выбор заготовок, формирование технологических маршрутов, расчеты межоперационных параметров, выбор технологического оборудования и оснастки, расчеты рабочих режимов и норм времени на выполнение технологических операций, а также визуализацию и вывод на печать технологической документации;
САПР технологических процессов заготовительных операций;
САПР технологических процессов сборки и монтажа, включая определение последовательности сборки и монтажа узлов и изделия или объекта в целом, проектирование операций доделочных работ, расчеты норм времени на операции сборки и монтажа, формирование и печать технологической документации на операции сборки и монтажа;
информационно-поисковая система технологического назначения, включающая подсистему поиска технологических процессов изготовления аналогов, поиск документации на обработку деталей или компонентов объектов, поиск справочных таблиц и информации по стандартам, паспортных данных оборудования и оснастки, параметров инструментов и оснастки;
САПР группирования операций, переналаживаемой оснастки и эскизов технологических операций, выпуск соответствующей документации;
САПР управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением всех используемых технологических групп и их автоматизированный контроль;
подсистема планирования расхода ресурсов, включая расчеты применяемости деталей и сборочных единиц, а также других компонентов в изделиях и/или формирование технологических маршрутов, расчет сводных и специфицированных норм расходов материалов, нормативных трудозатрат, норм расхода инструмента;
подсистема расчета потребности в ресурсах по материалам, оборудованию, инструменту, рабочей силе;
подсистема управления технической подготовкой производства (ТПП), включая формирование планов ТПП в разрезе подразделений предприятия, расчет трудоемкости и длительности ТПП, учет хода ТПП.
Система управления технологическими процессами в автоматизированном производстве (АСУ АП), являющаяся составной частью ИАСУ, должна обеспечивать комплексное управление протеканием наиболее существенных производственных процессов.
Она охватывает процессы:
выполнения работ на технологических участках;
комплектования исходных компонентов, заготовок, инструмента, оснастки;
комплектации компонентов производственного процесса и сборочных единиц;
сборки комплектов, узлов и изделий;
испытаний, приемки, консервации и упаковывания изделий;
складирования и транспортировки грузов в пределах предприятия.
Управление участками и другими производственными комплексами, состоящими из высокоавтоматизированного оборудования, осуществляется в автоматическом режиме от компьютеров или компьютерной сети.
Управление комплексами и участками, состоящими из неавтоматизированного оборудования, осуществляется в режиме «советов руководителю», то есть в форме информационного обеспечения персонала.
В состав третьей из рассматриваемых систем (АСУ АП) в общем случае входят следующие компоненты:
система оперативно-диспетчерского управления производством;
АСУ гибких производственных участков обработки;
АСУ сборочных и монтажных участков;
АСУ автоматизированных транспортно-складских систем;
комплекс автоматизированных рабочих мест (АРМов) участков и отделений.
В автоматизированной системе оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) решаются задачи координации работы отдельных участков и служб предприятия по выполнению плана выпуска изделия, контроля за прохождением заданий и за обеспеченностью производства.
При этом выполняются следующие функции управления:
прием из АСУ ПХД плановых заданий по сборке или/и монтажу изделий и выполнению отдельных операций;
планирование обработки в соответствии с.маршрутной технологией по участкам и рабочим местам;
планирование подготовки оснастки и инструментальных комплектов;
планирование подготовки комплектов компонентов, деталей и сборочных единиц для сборки и монтажа изделий;
планирование работ по сборке изделий;
контроль за наличием заготовок, оснастки, комплектов инструмента, технологической документации;
учет выполненных работ в разрезе операций и контроль за прохождением заказов;
передача в АСУ ПХД данных о результатах работы за смену, сутки и др.
АСУ гибкими производственными участками предназначаются для управления в реальном масштабе времени технологическим процессом выполнения операций и обеспечивают:
координацию работы отдельных единиц оборудования, а также работы оборудования и персонала;
информационное обслуживание персонала рабочих участков;
передачу в вышестоящие АСУ информации о текущем состоянии технологического процесса и результатах работы участков.
Производственные участки в общем случае включают в себя:
оборудование, в том числе наряду с традиционным и автоматическое с программным управлением, гибкие производственные модули, загрузочные, в том числе робото-технические комплексы, а также специальные технологические установки;
внутриучастковую транспортно-накопительную систему;
систему, подачи инструмента;
рабочие места для комплектования единиц обработки;
рабочие места контроля;
моечные установки и другое вспомогательное оборудование.
На участки заготовки доставляются средствами межучастковой транспортной системы.
Основным назначением АСУ сборочными и монтажными участками является обеспечение рабочих мест сборщиков или монтажников комплектами деталей, узлов и других компонентов для сборки и монтажа, обеспечение рабочих мест участка технологической информацией для выполнения операций сборки и монтажа, планирование и учет работы.
Управление службами консервации, упаковывания я сдачи изделий и/или объектов должно обеспечивать выполнение следующих функций:
оперативное планирование работ;
учет выполненных работ;
регистрацию работы оборудования;
ввод заявок на транспортировку грузов;
управление автоматизированным складированием;
регистрацию передачи продукции в экспедицию или на сдачу;
ведение, информационных моделей состояния складских систем;
формирование справок и отчетов о складских запасах;
выдачу сведений о наличии грузов на складе в систему управления автоматизированным предприятием.
АСУ автоматизированных транспортно-складских систем (АСУ АТСС) должна поддерживать все информационные процессы, связанные с поступлением в АТСС грузов, их переработкой, транспортировкой и складированием, обеспечивать персонал, работающий с АТСС, необходимой ему информацией, обеспечивать систему вышестоящего уровня данными о наличии грузов и их движении, а также формировать необходимые отчетные документы.
Прием и выдача грузов на АТСС должны производиться по заявкам, поступающим как от персонала АТСС, так и от смежных систем управления. При этом АСУ АТСС обеспечивает решение следующих задач:
регистрацию поступающих грузов;
управление загрузкой/выгрузкой грузоединиц на склад и со склада;
ведение информационной модели склада;
инвентаризацию складских наличиостей;
выдачу информации по запросам персонала.
У АСУ АТСС имеются информационные интерфейсы:
с подсистемой автоматизированного оперативно-диспетчерского управления производством (АСОДУ);
с АСУ производственными участками;
с локальными системами управления трансманипуляторами, входящими в состав АТСС;
с локальными системами управления транспортными устройствами.
Информационное взаимодействие системы управления с персоналом и производственными службами, а также информационные взаимосвязи между вышеназванными компонентами (подсистемами) при высокой степени автоматизации реализуются либо с помощью комплекта автоматизированных рабочих мест (АРМов) и соответствующих сетевых средств, что является предметом специального рассмотрения далее, либо традиционными, либо комбинированными способами.