Кафедра: Кибернетики и Робототехники
Курсовая работа
На тему: Основы Мехатроники
Ростов-на-Дону
2007г.
Содержание
Введение
1. Жизненный циклмехатронной системы.
1.1 Основы построения жизненного цикла мехатронной системы.
1.2 Теоретические осоновы проектирования мехатронных систем
1.3 Модели жизненного цикла мехатронной системы
2. Основные идеи CALS-технологии.
2.1 Пример задачи,решаемой при помощи CALS-технологий
Заключение
Список использованныхисточников
Введение
Концепция управления жизненнымциклом изделия ProductLifecycleManagement, PLM, представляет собой частьбизнес-стратегии, которая подразумевает определенную последовательностьбизнес-решений, направленных на поддержку коллективной работы по созданию,распространению, использованию информации о изделии, а также управлению ею.Наиболее целесообразно разрабатывать подобные системы для изделий, жизненныйцикл которых превышает 5 лет. Для управления жизненным циклом своих изделийPLM-системы внедряют такие корпорации, как Boeing, Ericsson, Ford, GeneralMotors, Samsung, Sony, Toyota, Volvo, Audi, Fiat, Hewlett-Packard, Hyundai ит.д. В России внедрение PLM систем произведено на предприятиях: АвтоВАЗ,Уралвагонзавод, Коломенский завод, РПО «Искра», ММПП«Салют», «Техприбор», «Лукойл», «Североникель»,МГТС и Мосэнергопроект. Внедрение систем управления жизненным циклом позволяетпредприятиям существенно сократить сроки проектирования и производства изделия,сроки подготовки производства, быстрее проводить изменения, сократить срокисоздания опытных образцов и уменьшить сроки согласования с заказчиком. Крупнымипредставителями готовых PLM решений на российском рынке являются ЛОЦМАН:PLM,PTC Windchill, SAPmySAP PLM и ENOVIAVPMIBM. Однако они характеризуются высокойстоимостью, развитой функциональностью и отсутствием ориентации на конкретныйпродукт. Поэтому наиболее оптимальным вариантом для предприятий, разрабатывающихизделия специального назначения, считается разработка уникальной системы подконкретные требования жизненного цикла. Специфика данной продукции предполагаетодновременную работу над проектом нескольких десятков сотрудников ипараллельную проработку нескольких версий продукта. Производство на предприятииизделий специального назначения ведет к повышению ответственности каждогосотрудника за качество своей работы. Необходимы механизмы четкого отслеживаниякаждого этапа жизненного цикла изделия.
1 Жизненный цикл мехатронной системы
1.1 Основы построения жизненного цикламехатронной системы
Проект мехатронной системы – это совокупность техническихдокументов, по которым она может изготавливаться и эксплуатироваться. Проектможет быть выполнен традиционно на бумаге или на электронных носителях информации.Состав технической документации регламентирован стандартами. В нашей стране ониобъединены в единую систему конструкторской документации (ЕСКД), а составпрограммной документации (ее часто выделяют из технической документации) – в единуюсистему программной документации (ЕСПД). В техническую документацию входятсхемная, конструкторская, монтажная, текстовая, технологическая иэксплуатационная документации.
Этапы проектирования и всего жизненногоцикла созданного изделия:
— разработка технического задания;
— предварительное проектирование;
— эскизное проектирование;
— техническое проектирование;
— производство;
— эксплуатация.
Рассмотримсодержание этих этапов.
Первый этап. Техническоезадание на проектирование мехатронной системы. Техническое заданиеявляется основанием для проектирования. Оно составляется разработчиком на основеисходных данных, предоставленных заказчиком и содержащих прежде всего основныетехнические требования к создаваемому изделию. Техническоезадание утверждается заказчиком при согласующей подписи разработчика.
Состав техническогозадания:
— основание для разработки (приказ вышестоящей организации, совместноерешение с заказчиком и т.п.);
— область применения создаваемой мехатронной системы;
— технические требования к мехатронной системе илитактико-технические требования для военной техники (охватывают габариты, массу,точность, надежность, энергопотребление и т.д.);
— условия эксплуатации (режим и продолжительность эксплуатации,климатические условия, механические и другие внешние воздействия, условияхранения и транспортировки, требования к обслуживанию и ремонту и т.д.);
— стоимость;
-условия производства;
— сроки и стоимость разработки;
— возможные особые условия производства и эксплуатации. Важнойчастью технических требований является установление перечня (номенклатуры) технико-экономическихи тактико-эксплуатационных показателей, характеризующих технический уровень подлежащегоразработке мехатронной системы, и их численные значения. В дальнейшем в ходепроектирования именно на основе этих показателей формируются критерии качества,используемые на различных этапах проектирования. Существует теория обоснованияи измерения этих показателей и критериев качества техники – квалиметрия. Откачества технического задания существенно зависит результат проектирования. Составлениетехнического задания – это всегда результат компромисса между заказчиком и разработчиком,цели которых во многом далеко не идентичны. Иногда этап разработки техническогозадания называют этапом поискового проектирования и трактуется как первая частьНИР.
Второй этап Предварительноепроектирование. Этот этап разработки являетсяосновной частью НИР. Все последующие этапы относятся уже к ОКР. Результатыпредварительного проектирования оформляются в виде технического предложения илиаванпроекта.
На этом этапе производится:
— выбор прототипов и их сравнительный анализ с определением плюсов,которые, очевидно, следует по крайней мере сохранить, и минусов, которые надопреодолеть;
— выбор (синтез) возможных вариантов разрабатываемой мехатроннойсистемы, включая принцип действия, структуру (состав), основные техническиесредства ее реализации, элементную базу;
— сравнительный анализ основных характеристик этих вариантови отбор из них нескольких (в пределе одного) рабочих вариантов, подлежащихдальнейшей разработке;
— выбор методов проектирования.
Третий этап. Эскизноепроектирование. Назначение этого этапа–детальная проработка возможностей создания мехатронной системы, удовлетворяющеготехническое задание. На этом этапе производится выбор окончательного вариантаразрабатываемой мехатронной системы путем многократного их синтеза и анализа спостепенным уменьшением вариантов и увеличением глубины проработки.
Результатом этого этапа является эскизный проект, в который входят:
— пояснительная записка, включающая, в частности,теоретическое и расчетное исследование, результаты математического и, если необходимо,физического моделирования;
— эскизная техническая документация на мехатронную систему;
— общее заключение о его соответствии техническому заданию,т.е. о реальности выполнения последнего.
Эскизная документация – это временная документация, предназначеннаядля изготовления лабораторных и экспериментальных образцов или его отдельныхчастей, требующих экспериментального исследования. На этапе эскизногопроектирования для таких испытаний часто требуется создавать еще и специальные испытательныестенды и другую аппаратуру. Иногда это может представить не меньшую трудность,чем создание самой системы. Часто на этапе эскизного проектирования требуетсятакже создавать габаритно-массовые и тепловые макеты будущей мехатроннойсистемы для испытаний на объекте заказчика, в состав которого будет входить проектируемаясистема.
Эскизный проект защищается разработчиком перед заказчиком и утверждаетсяим (или возвращается на доработку). Предварительно он направляется к заказчикудля изучения и выдачи замечаний. При утверждении эскизного проекта в случаенеобходимости на основании содержащихся в нем материалов может бытьоткорректировано (уточнено) техническое задание.
Четвёртый этап. Техническоепроектирование. Оно осуществляется на основанииэскизного проекта и материалов его защиты, включая замечания заказчика ивозможные изменения технического задания. Результат этапа техническогопроектирования – комплект технической документации на мехатронную систему,включая конструкторскую, программную, технологическую и эксплуатационную. Вконструкторскую документацию входят:
— схемы структурные, функциональные, электрические, монтажные,подключения и расположения;
— графические документы в виде чертежей общего вида, габаритных,сборочных, узлов и деталей;
— текстовая документация: общие технические условия,частные технические условия, техническое описание. В программную документациюсогласно ЕСПД входят текст и описание программ, описание применения,руководства оператора и системного программиста и т.д.
Технологическая документация включает технологические инструкции,технологические (маршрутные) карты, чертежи на техническую оснастку иприспособления. Эта документация разрабатывается применительно к конкретномупроизводству с учетом его возможностей и особенностей. Это должно учитываться,разумеется, и при разработке конструкторской документации.
В эксплуатационную документацию (по ГОСТ 2.601-95) входят руководствопо эксплуатации, инструкция по монтажу, пуску и т.п., формуляр, паспорт, ведомостьЗИП – запасных частей, инструмента и приспособлений.
Руководство по эксплуатации включает описание мехатроннойсистемы и её использование по назначению, техническое обслуживание, текущий ремонт,правила хранения и транспортировки и т.п.
В общем случае в этом этапе различают два самостоятельныхэтапа – разработку технического проекта по эскизному проекту и разработкурабочего проекта по техническому проекту. В последний и входит всяперечисленная выше рабочая документация.
Не останавливаясь на этапах производства и эксплуатации, рассмотримособенно важную для разработчика проблему испытаний.
Различают следующие виды испытаний:
— Лабораторные испытания. Они проводятся на всех этапах проектированияпричем в более жестких условиях и в большем диапазоне изменений внешнихвоздействий, чем те, что указаны в техническом задании.
— Совместные испытания. Они проводятся, как следует из их названия,разработчиком и заказчиком совместно обычно в объеме лабораторных испытаний стем, чтобы определить запасы по сравнению с требованиями, указанными в этихдокументах. (Перед этим разработчик проводит свои лабораторные испытания вболее широких пределах изменения варьируемых параметров, чтобы получитьуверенность в положительных результатах предстоящих совместных испытаний.)
— Приемно-сдаточные испытания. Проводятся при производстве насоответствие ТУ.
— Натурные испытания. Эти испытания проводятся как до сдачи мехатроннойсистемы в производство и в эксплуатацию, и максимально приближены к реальным условиямработы при комплексном воздействии большинства реальных возмущений.
— Выборочные (типовые) испытания. Эти испытания проводятсядля уточнения результатов предыдущих испытаний опытных образцов и для оценки ихнадежности.
В ходе производства и эксплуатации мехатронной системынакапливаются статистические данные, на основании анализа которых осуществляетсякорректировка технической документации. Этот процесс идет все время пока мехатроннаясистема производится и позволяет окончательно «довести», а затем постоянноулучшать её технический уровень, в том числе с учетом возможных измененийтребований потребителей. Таким образом процесс создания мехатронной системыпродолжается в течение всего времени её производства. На рисунке 1 приведенатиповая структура всего процесса проектирования.
/>
Рисунок1 — Структура процесса проектирования.
Наряду с рассмотренными выше последовательными этапами этот процесс«запараллеливается» путем декомпозиции общей задачи на частные задачи, которыеможно решить параллельно. При этом структура решения каждой такой частнойзадачи в свою очередь содержит все перечисленные выше типовые этапыпроектирования. Эти частные задачи решаются по частным техническим заданиям отдельнымиколлективами специалистов (группы, лаборатории, отделы, специализированныеорганизации) под общим руководством руководителя всего проекта (главный илигенеральный конструктор, технический руководитель).
Процесс проектирования наряду с последовательно-параллельнойструктурой имеет обратные связи, являясь итеративными, т.е. с неоднократнымуточненным повторением уже пройденных этапов. К таким обратным связямотносятся, в частности, и упомянутые выше корректировки техническойдокументации по результатам испытаний и эксплуатации.
Проектирование новой мехатронной системы – это всегдапротиворечивая задача для разработчика: с одной стороны, существуетестественное стремление использовать все последние достижения науки и техники вданной области, а с другой этому препятствуют многочисленные ограничения по срокам,стоимости, материальным ресурсам и др., оговоренные в техническом задании и ещереально существующие вне их. Выход здесь один – это компромисс в видеоптимальной преемственности с ранее созданными подобными системами и ихкомпонентами. Основным средством для этого является, как известно, унификация.Иногда в техническом прямо оговаривается степень (процент) унификации.
Что касается творческой части проекта, то она заключается в изобретательстве,т.е. в предложении и использовании новых технических идей – способов иустройств для более эффективного решения стоящих инженерных задач.
Хотя изобретательство как всякий творческий процесс неподдается формализации, однако общий порядок и отдельные этапы этого процесса могутбыть формализованы, что существенно повышает его эффективность.
Общий порядок изобретательства можнопредставить так:
— определение к какому роду мехатронная система относитсяподлежащее созданию новая система (индукция) и построение обобщенной модели системэтого рода;
— выделение из этого рода прототипов того же или близкого назначенияи анализ их достоинств и недостатков;
— собственно изобретение – поиск новых вариантов искомого (дедукция);
— сравнительный анализ этих вариантов и прототипов и формулировкановизны окончательного решения рассматриваемой технической проблемы.
Хотя творческий процесс идет подсознательно, можно назвать следующиетри типа интуитивного мышления, часто отмечаемые крупными проектантами-практиками:
1. Формирование мехатронных систем с требуемыми новыми свойствамина основе комбинаций известных решений.
2. Поиск нужных идей на основе ассоциаций в окружающем мире,включая живой, т.е. использование решений, существующих в других известных сферах.
3. Создание на основе воображения и фантазииидеализированных образцов желаемых систем и нахождение путей их реализации.
Изобретения могут иметь различную степень новизны, различныйуровень от усовершенствования известного прототипа до новой идеи и открытия.Последнее уже выходит за рамки инженерного творчества и относится к творчествунаучному. Между научным и инженерным творчеством, как уже упоминалось, имеетсяпринципиальное различие. В науке – это открытия новых фактов и закономерностей,а в инженерно-технической области – это создание на основе этих закономерностейновых образцов техники. Правда, нередко при этом получаются и новые научныеданные вплоть до открытий. Наиболее часто это происходит при созданиипринципиально новых видов техники, что сами по себе должно рассматриваться какнаучная деятельность, поскольку такие разработки не могут полностьюбазироваться на научно обоснованных методах расчетов, конструирования и т.д.
1.2 Теоретические основы проектирования мехатронных систем
С позиций кибернетики и прежде всего теории управления проектированиеможно рассматривать как процесс управления и соответствующую ему системууправления. Такой системный подход к проектированию технических системпредложено было даже назвать «инженерной кибернетикой». Для теоретическогоосмысления процесса проектирования и разработки на этой основе инженерных методовпроектирования технических систем могут быть применены математический аппарат иметодология этих наук: математическое моделирование, методы оптимизациирешений, методы управления и исследования больших систем. Действительно, какможно видеть из рисунке 1, система проектирования может рассматриваться каксистема управления с общей и местными обратными связями, параллельными прямымиканалами и несколькими иерархическими уровнями. Модель такой системы может бытьв простейшем случае детерминированной и даже одноконтурной и стационарной, аможет быть сетевой, вероятностной, теоретико-игровой, информационной, эвристической.
Сетевые модели, в частности, широко используется для планированияпроцесса проектирования во времени. Основа сетевых моделей (сетевых графиков) –теория графов. Сетевые модели удобны для оптимизации процесса проектирования(путем сокращения критического, т.е. наиболее длинного пути и выравнивания длинвсех параллельных путей). Основные принципы такой оптимизации: распараллеливаниеработ, распределение ресурсов между ними в пользу критических путей,организационные и технологические изменения работ с целью сокращения ихдлительности. В информационных моделях процесс проектирования трактуется какпроцесс переработки информации. В основе эвристических моделей лежатнеформализуемые эвристические методы и приемы.
Наиболее важная задача при разработке модели системы проектирования– разбиение ее на части, образующие структурную схему системы проектирования.Здесь необходим системный подход к создаваемой мехатронной системе. Преждевсего анализируются все внешние связи и формализуются в виде входных и выходныхвоздействий, как положено в теории автоматического управления. Затем выделяютсяфункциональные части с учетом их взаимодействия. В результате составляется структурнаясхема системы проектирования, включающая все её части и все перечисленные вышеэтапы процесса проектирования.
Следующая задача – разработка алгоритма процесса проектирования,соответствующего структуре схеме проектирования. Как говорилось выше, этоталгоритм будет обязательно интерактивным. На каждом шаге итерации разработчикищет возможно наиболее совершенное решение, постепенно уточняя и усложняязадачу. В начале он работает в рамках содержания технической задачи, азаканчивает наиболее полным представлением о модели создаваемой системы в видерабочего проекта.
Следующая задача процесса проектирования – разработка укрупненногоплана решения задачи в виде последовательности действий (этапов) от техническойзадачи до готового проекта, то есть разработка стратегии проектирования. Длякаждого такого действия должна быть выбрана методика. В результате стратегияпроектирования представляется в виде совокупности последовательно применяемыхметодик.
Существует пять основных типов стратегий: линейная,циклическая, разветвленная, адаптивная и случайная. Линейная стратегия состоитиз цепочки последовательных действий (этапов), каждое из которых зависит толькоот результата предыдущего действия и не зависит от последующих. Это наиболеепростая стратегия, соответствующая одноконтурной структуре системыпроектирования без обратных связей.
Циклическая стратегия реализуетитеративный процесс синтеза, когда после получения результатов очередного действияосуществляется возврат к одному из предыдущих действий и его уточненноеповторение. В структуре системы проектирования этому соответствуют местные обратныесвязи. Это более сложная стратегия по сравнению с линейной. Наличие замкнутыхконтуров может создать для проектировщика «порочный круг», выход из которогопотребует изменения самой структуры системы.
Разветвленная стратегия включаетпараллельные и конкурирующие действия (этапы), то есть операции «и» и «или», порезультатам которых производится изменение стратегии, т.е. структуры. Адаптивнаястратегия предполагает определение сначала только первого действия, а выборпоследующего осуществляется в зависимости от результата первого действия и т.д.Структура системы проектирования при такой стратегии является самоорганизующейся.Это наиболее совершенная, но и сложная стратегия. Ее недостаток – в непредсказуемостисроков и соответственно стоимости проекта. Случайная стратегия основана наслучайном поиске решения и не имеет плана действий.
Реальные стратегии проектирования и соответствующие имсистемы проектирования обычно представляют собой комбинацию перечисленных вышетиповых стратегий и структур системы. На всех этапах проектирования частей системыразработчик обычно в разной последовательности выполняет следующие типовыепроцедуры: синтез, анализ, принятие решения, создание моделей. При этом накаждом последующем этапе эти процедуры уточняются и углубляются.
Процедура синтеза – этоформирование принципов действия и технических решений задачи.
Анализ – это в данном случае,прежде всего проведение и оценка результатов математических и экспериментальныхисследований.
Принятие решения –типовая процедура при проектировании новой системы, заключающаяся в выборенаилучшего, неизбежно компромиссного решения из некоторого множества вариантов (альтернатив).Наилучшее решение – это решение оптимальное по определенным критериям качествав рамках заданных в техническом задании ограничений на характеристики. Какправило, критериев и ограничений несколько. Именно поэтому принятие решения –задача всегда компромиссная.
Если варианты решения можно описать математически,появляется возможность формализовать задачу принятия решения на базе теории оптимизациии применения ЭВМ. Для этого используют известные методы оптимизации (поисковые,аналитические, численные, комбинаторные, теоретико-игровые, стохастические, эвристические).
На практике часто возникает проблема оптимизациикачественных характеристик. В этом случае, чтобы применить количественныеметоды оптимизации, необходимо предварительно решить задачу оценки этих характеристик.Для этого составляется множество допустимых оценок, а затем в его рамкахопределяется оценка каждого рассматриваемого объекта. Делается это с помощьюопроса специалистов (экспертиза, анкетирование и т.п.) и специальной обработкирезультатов их оценок (например, методами математической статистики сиспользованием дисперсии оценок как меры согласованности мнений экспертов ит.п.).
Разновидностью определения множества допустимых оценок являетсязадача ранжирования. Здесь множество объектов упорядочивается в систему путемрасстановки их по убыванию или возрастанию некоторого количественнонеизмеряемого признака. Ранг объекта – это его место в этой последовательности.
Существует ряд методов экспертных оценок: Дельфи, ПАТТЕРН, методы,основанные на теории нечетких множеств и др. Так, в методе Дельфи,разработанном в 1963 г. в корпорации РЭНД (Хелмером и Далки), используется идеяобратной связи путем анонимного ознакомления экспертов с мнениями их коллег,высказанными на предыдущих турах опроса. По методу ПЕТТЕРН или прогнозногографа, разработанного той же фирмой, на основе экспертных оценок строится дереворешений как модели сложной сети взаимосвязей. После этого сложная задачаразбивается на более простые подзадачи, каждая из которых отрабатывается наЭВМ.
Именно корпорация РЭНД ввела в 1948 году термин «системный анализ»,под которым понимались методы исследования сложных систем, для которыхформальные математические методы недостаточны и их необходимо дополнитьэвристическими методами, основанными на интуиции и опыте. В дальнейшем понятиесистемный анализ приобрело более широкий смысл, охватив все и математические иэвристические методы, объединенные концепцией системного подхода к анализу и ориентированныепрежде всего на сложные системы.
Моделирование мехатронных систем – это основное средствокак анализа, так и синтеза проектируемых систем. Существуют три основных типамоделей: эвристические, физические и математические. Эвристические модели формируютсяв воображении проектантов в виде совокупности некоторых образов и аналогий,выражающих проектные идеи общего образа будущей системы. Эвристические модели –это основа новых технических решений и постановки задач проектирования.
Физическая модель можетиметь ту же или другую физическую природу по сравнению с проектируемымизделием. В первом случае моделирование основано на теории подобия изаключается в изменении масштаба.
Создание моделей другой физической природы чем у проектируемогоизделия основано на понятии изоморфизма, то есть взаимном соответствиифизически различных явлений, когда протекающие в них процессы имеют одинаковоематематическое описание.
Физическое моделирование особенно важно при рассмотрении процессов,которые недоступны для наблюдения или невоспроизводимы из-за масштабности,энергетики, продолжительности и т.п. При физическом моделировании достаточносложных технических систем часто применяют оба типа моделей для различныхчастей системы – без изменения и с изменением физической природы.
Математическое моделирование основанона математическом описании рассматриваемой системы, пригодном для её решения насовременных ЭВМ, что и является её математической моделью. Каждый объектмоделирования может иметь множество математических моделей, описывающих определенныесвойства этого объекта.
Существую три основных типа математических моделей, ориентированныена моделируемые объекты различной сложности:
— аналитические;
— имитационные;
— семиотические.
Аналитические модели применимыдля достаточно простых объектов. Они основаны на математическом описанииреальных физических процессов, происходящих в объекте. Адекватность моделиобъекту устанавливается сопоставлением ее с результатами экспериментального исследованияобъекта. Эта операция называется идентификацией и для нее разработаны соответствующиеметодики.
Имитационные модели применяютсядля более сложных объектов, для которых отсутствует аналитическое их описаниеили оно слишком сложно для использования в ЭВМ. Имитационная модель адекватно описываетзависимость выходных переменных от входных, включая возмущения. При этом объектрассматривается как «черный ящик» с неизвестным принципом действия иструктурой.
Вариантом имитационной модели является ассоциативная модель,которая имитирует принцип действия мозга при формировании моделей объектоввнешней среды путем обучения. Модель автоматически синтезируется вассоциативном запоминающем устройстве в результате накопления в нем снимаемых смоделируемого реального объекта множества дискретных значений выходных реакций наконкретные входные воздействия. Такая ассоциативная модель позволяет выполнятьинтерполяцию и распознавать ситуацию на входе по неполному набору составляющихвходного воздействия. Для технических систем с известной структурой имитационныемодели составляются для отдельных ее частей. Если для некоторых из этих частейвозможно получить аналитическую модель, в целом получится комбинированнаяимитационно-аналитическая модель системы.
Семиотические модели применяютсядля наиболее сложных объектов, когда возможно только лингвистическое ихописание. Для таких моделей необходимы специальные языки близкие к естественному,но допускающие их использование в ЭВМ. Семиотические модели создаются на основеэкспертных оценок, по которым составляется таблица соответствий выходных реакцийсистемы и возможных ситуаций (состояние системы, входные воздействия). По существу,здесь тот же подход к моделируемому объекту как к «черному ящику», что и приимитационном моделировании, однако вместо математического используетсялингвистическое описание.
Семиотическое моделирование основано на методахискусственного интеллекта и воспроизводит процессы в мозгу человекапоформированию моделей объектов внешней среды при ее изучении и выработкеповеденческих реакций на внешние ситуации. Поэтому семиотические модели можнодаже выделить из математических моделей в отдельный тип моделей.
Математическое моделирование вместе с натурными экспериментамина макетах, а затем и образцах создаваемого изделия –основной арсенал средств навсех этапах проектирования. Наиболее эффективно их комплексное применение,которое позволяет получить результаты недостижимые для каждого из этих средствв отдельности.
1.3 Модели жизненногоцикла
Архитектура ифункциональность системы. Для разработки данной системы необходимо решить рядзадач: выбор модели жизненного цикла; анализ бизнес-процессов на предприятии;разработка архитектуры системы; выбор комплекса программных средств дляразработки; разработка базы данных системы; написание приложений.
Рассмотримсуществующие модели жизненного цикла изделия. Выделяют каскадную, водопадную испиральные модели жизненного цикла. Каскадная модель жизненного цикла изделияпредставлена на рисунке 2.
/>
Рисунок 2 — Каскаднаямодель жизненного цикла.
Положительные стороныприменения каскадного подхода:
— на каждом этапеформируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериямполноты и согласованности;
— выполняемые влогичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершениявсех работ и соответствующие затраты.
Основным недостаткомкаскадного подхода является существенное запаздывание с получением результатов.
Реально же жизненныйцикл представляется следующей моделью, называемой водопадной моделью,представленной на рисунке 3. Данная модель позволяет обращаться к предыдущимэтапам на каждом шаге жизненного цикла. Таким образом, корректировка шаговпозволяет придти к оптимальному варианту, который устроит заказчика.
/>
Рисунок 3 — Водопаднаямодель жизненного цикла.
В спиральной моделижизненного цикла приоритетными являются начальные этапы: анализ ипроектирование. Реализуемость технических решений проверяется путем созданияпрототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию нового фрагмента иливерсии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяетсяего качество, и планируются работы следующего витка спирали. Один виток спиралипри этом представляет собой законченный проектный цикл по типу каскадной схемы.Такой подход называется также «Продолжающимся проектированием».Позднее в проектный цикл дополнительно стали включать стадии разработки ииспытания прототипа системы.
На многих этапахжизненного цикла проходят различные виды испытаний, исходя из результатовкоторых, принимается решение о приемке версии данного этапа или еекорректировки. Таким образом, можно сделать вывод о применении к их жизненномуциклу спиральной модели жизненного цикла.
Был проведен анализбизнес-процессов предметной области и выделены схемы, описывающие этапыжизненного цикла. Пример схемы бизнес-процессов для этапа анализа заказаприведен на рисунке 4. На этапе анализа заказа происходит формирование уровнякачества изделий; изыскание принципов и путей, обоснование возможности и целесообразностисоздания системы; проведение работ заказчиком по формированию исходныхтребований к системам, комплексам, образцам, их составным частям и материалам всоответствии с директивными указаниями, фундаментальными, поисковыми научно-исследовательскимиработами, отечественной и зарубежной информацией о достижениях науки и техники;заключение договора и оплата; разработка и выдача тактико-технических заданийна выполнение научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских работ доначала выполнения исполнителями указанных работ.
/>
Рисунок 4 — Схемабизнес-процессов на этапе анализа заказа.
Проанализировав схемыбизнес-процессов в предметной области, были выделены следующие подсистемы:
— подсистема “Анализзаказа” – автоматизирует бизнес-процессы анализа проступившего заказа,подписания договора и расчета сметы затрат;
— подсистема“Конструкторская документация” – управляет разработкой конструкторскойдокументацией для мехатронной системы;
— подсистема“Технологическая документация” — управляет разработкой технологическойдокументацией мехатронной системы;
— подсистема“Эксплуатационная документация”- управляет разработкой эксплуатационнойдокументации для мехатронной системы;
— подсистема“Испытания” – управляет данными обо всех испытаниях мехатронной системы ипроизводстве опытных образцов;
— подсистема“Поставки” – оптимизация работы с поставщиками покупных изделий;
— подсистема“Производство” – управление процессом производства мехатронной системы;
— подсистема“Эксплуатация” – управляет данными о монтаже, пуске, обработке и эксплуатации мехатроннойсистемы;
— подсистема “Ремонт”– управляет информацией о ремонте и технадзоре;
— подсистема“Управление проектами” – позволяет руководителю распределять работы междусотрудниками и управлять доступом к проектам.
Архитектура системыпредставлена на рисунке 5.
/>
Рисунок 5 — Архитектура системы.
2 Основные идеи технологии CALS
CALS-технологии (англ.Continuous Acqusition and Life cycle Support — непрерывная информационнаяподдержка поставок и жизненного цикла) — cовременный подход к проектированию ипроизводству высокотехнологичной и наукоемкой продукции, заключающийся виспользовании компьютерной техники и современных информационных технологий навсех стадиях жизненного цикла изделия, обеспечивающая единообразные способыуправления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиковпродукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтногоперсонала, реализованная в соответствии с требованиями системы международныхстандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественнопосредством электронного обмена данными.
Информационнаяподдержка процессов жизненного цикла изделий — русскоязычный аналог понятияCALS.
Основными компонентамиCALS-технологий являются:
— инструментальныйкомплекс технических и программных средств автоматизированного проектированияизделий (CAD — Computer Aided Design);
— системыавтоматизации технологической подготовки производства (CAM — Computer AidedManufacturing);
— системы инженерного анализа (CAE- Computer Aided Engineering);
— средства реализациитехнологии параллельного тотального проектирования в режиме групповогоиспользования данных (Concurrent Engineering);
— система управленияпроектными и инженерными данными (EDM — Enterprise Data Management);
— системы визуализациивсего процесса разработки документации;
— мощные средстваобмена данными;
— мощные средстваразработки прикладного программного обеспечения;
— методики анализапроцессов проектно-технологической, производственной и управленческой деятельности.
Переходу к CALSтехнологиям способствовал успех CAD/CAM индустрии в объемном твердотельномпроектировании, генерации точных траекторий механообработки, эффективномполучении чертежей, создании систем управления данными. Однако, традиционныеCAD/CAM системы используют только геометрию детали (в лучшем случае конструкторско-технологическуютекстовую информацию об изделии), они не обеспечивают создание и ведение единойконструкторской библиотеки деталей, узлов, сборочных единиц, значительноускоряющих процесс проектирования изделий. Кроме того, традиционные системы необеспечивают интегрированную информационную поддержку всех участников процессапроектирования, производства, эксплуатации и обслуживания изделий.
ПрименениеCALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так какописания многих составных частей оборудования, машин и систем, проеткировавшихсяранее, хранятся в унифицированных форматах данный сетевых серверов, доступныхлюбому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблемремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды,адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектныхорганизаций и т.п. Предполагается, что успех на рынке сложной техническойпродукции будет немыслим вне технологий CALS.
РазвитиеCALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальныхпроизводств, в которых процесс создания спецификаций с инфорамцией дляпрограммно управляемого технологического оборудования, достаточной дляизготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве междумногоими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненныхдостижений CALS-технологий следует отметить легкость распространения передовыхпроектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта вновых разработках и др.
Построение открытыхраспределенных автоматизированных систем для проектирования и управления впромышленности составляет основу современных CALS-технологий. Главная проблемаих построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных,независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабывплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплутационнойдокументации, языки её представления должны быть стандартизированными. Тогдастановится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов,разделенных во времени и пространстве и использующих разныеCAE/CAD/CAM-системы. Одна и та же конструкторская документация может бытьиспльзована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическаядокументация — адаптирована к разным производственным условиям, что позволяетсущественно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства.Кроме того, упрощается эксплуатация систем.
Для обеспеченияинформационной интеграци и CALS использует стандарты IGES и STEP в качествеформатов данных. В CALS входят также стандарты электронного обмена данными,электронной технической документации и руководства для усовершенствованияпроцессов. В последние годы работа по созданию национальных CALS-стандартовпроводится в России под эгидой Госстандарта РФ. С этой целью создан ТехническийКомитет ТК431 «CALS-технологии», силами которого разработан ряд стандартовсерии ГОСТ Р ИСО 10303, являющихся аутентичными переводами соответствующихмеждународных стандартов (STEP).
2.1 Пример задачи, рашаемой при помощи CALS-технологий
Согласно проведеннымисследованиям турбина за время своего существования проходит следующуюсовокупность этапов жизненного цикла: маркетинговые исследования, составлениетехнического задания, проектирование, технологическая подготовка производства,изготовление, поставка, эксплуатация, ремонт, утилизация. В производстве турбини турбинного оборудования можно выделить две основные особенности: во-первых,турбинный завод является основным участником жизненного цикла описываемого оборудованияпрактически на протяжении всего его существования, во-вторых, жизненный циклтурбины отличается большой продолжительностью этапа эксплуатации, а такжедругих, постпроизводственных этапов жизненного цикла. На первом этаперазработки системы непрерывной информационной поддержки жизненного цикла турбини турбинного оборудования необходимо создание единого информационногопространства в рамках турбинного завода.
Ключевым принципомCALS-технологий является отображение реальных бизнес-процессов на виртуальнуюинформационную среду, где эти процессы реализуются в виде компьютерных систем,а информация существует только в электронном виде. На рисунке 6 представленверхний уровень функциональной модели (контекстная диаграмма) проекта«Применение CALS-технологий в жизненном цикле турбин и турбинногооборудования».
/>
Рисунок 6 — Концептуальнаямодель системы. Верхний уровень функциональной модели (контекстная диаграмма)проекта «Применение CALS-технологий в жизненном цикле турбин и турбинногооборудования».
Целью построенияданной функциональной модели является анализ возможности и путей примененияконцепции CALS в жизненном цикле турбин и турбинного оборудования.
Согласно стандарту наконтекстной диаграмме концептуальная модель представлена в виде единственнойработы (функции) — «Обеспечить поддержку жизненного цикла турбин итурбинного оборудования». Основным результатом выполнения этой работы являетсяповышение эффективности бизнес-процессов на всех этапах жизненного цикла турбини турбинного оборудования (стрелка выхода). Исполнителями (механизмами) этой работыявляются все участники жизненного цикла турбин и турбинного оборудования, в первуюочередь — маркетинговые, проектные и производственные подразделения турбинногозавода, транспортная и монтажная организация, электрическая станция и ремонтноепредприятие. Для получения требуемого результата работы используютсяинформационные ресурсы участников жизненного цикла турбин и турбинногооборудования (стрелка входа). В качестве управляющих воздействий в моделирассматриваются международные и российские стандарты; внутренние стандарты иправила; информационные технологии, лежащие в основе обеспечения связи ивзаимодействия участников жизненного цикла турбин и турбинного оборудования.
Первая декомпозицияописываемой модели представлена на рисунке 7.
/>
Рисунок 7 — Концептуальная модель системы. Первая декомпозиция.
В качестве основныхработ приняты три функции:
1. представление данныхо турбинах и турбинном оборудования в электронном виде. В качестве данных мырассматриваем информационные объекты, которые порождаются на всех этапах жизненногоцикла турбин и турбинного оборудования: от маркетинговых исследований доутилизации турбин и оборудования. Данная функция является первым этапомсоздания единого информационного пространства для предприятий-участников жизненногоцикла турбин и турбинного оборудования;
2. интеграция данных отурбинах и турбинном оборудовании в рамках единого информационного пространства.Основным содержанием этой работы является выбор и согласование протоколов связимежду предприятиями-участниками жизненного цикла турбин и турбинногооборудования, выбор и согласование единой технологии взаимодействия прикладных компонентов,создание единой модели данных и создание в этих условиях виртуальногопредприятия, которое обеспечит объединение затрат, навыков и доступ наглобальные рынки всех участников. Именно виртуальное предприятие можетобеспечить потребителей тепловой и электрической энергии конкурентоспособнымитурбинами, соответствующими современным требованиям рентабельности, надежностии эффективности;
3. реинжинирингбизнес-процессов жизненного цикла турбин и турбинного оборудования.Реинжинирингом является изменение структуры бизнес-процессов жизненного циклатурбин и турбинного оборудования на всех этапах.
Преобразованиеинформационных ресурсов (стрелка входа) в электронные данные происходит подуправлением требований информационных технологий (стрелка управления«технологии»), российских и международных стандартов, а такжевнутренних стандартов и правил (см. блок 1 на рисунке 7). Анализ действующих внастоящее время стандартов в России показал, что наряду с ГОСТами ируководящими документами, соответствующим требованиям CALS-технологий(стандарты России серии ГОСТ Р ИСО 10303 и руководящие документы серии Р50.1.),значительное число Российских стандартов требует приведения в соответствие смеждународными. В первую очередь это относится к стандартам ЕСКД (Единая системаконструкторской документации) и ЕСТД (Единая система технологическойдокументации). На турбинных заводах, кроме того, имеются отраслевые стандарты(ОСТ) и правила, которые также не соответствуют требованиям CALS-технологий.При разработке системы информационной поддержки жизненного цикла турбин итурбинного оборудования следует выбирать следующие приоритеты: при создании документациив электронном виде приоритет должен отдаваться российским стандартам,соответствующим требованиям CALS-технологий, а в случае их отсутствия –стандартам, рекомендованным ISO, и в первую очередь – ISO 10303 STEP и ISO13584 PLIB. В случае создания документации на бумажном носителе приходитсяпридерживаться российских стандартов, что связано с необходимостью обеспечениядеятельности производственных подразделений турбинных заводов.
Еще одним управляющимвоздействием является стрелка «Новые правила бизнеса», представляющаяобратную связь по управлению работы «Выполнить реинжиниринг…» (блок3, рисунке 7). Наличие обратной связи свидетельствует о наличии требованийизменения структуры электронных документов под воздействием изменившихся правилбизнеса.
Вопросы интеграцииданных и создания виртуального предприятия решаются соответствующей функцией(работой) – см. блок 2 на рисунке 7. Главной особенностью этой работы являетсяналичие двух стрелок выхода: стрелка «Виртуальное предприятие» истрелка «Повышение эффективности БП на этапах жизненного цикла турбин итурбинного оборудования», мигрировавшая с контекстной диаграммы. Интеграцияданных о турбине и турбинном оборудовании, порождаемых на всех этапах,происходит в рамках виртуального предприятия. Управляющие воздействия для этойфункции – требования стандартов (международных и российских) и возможностииспользуемых технологий. В силу существенных различий во внутренних стандартах(ОСТах) предприятий-участников виртуального предприятия, их использование длязадач интеграции данных нецелесообразно.
Третья функция надиаграмме декомпозиции – «Выполнить реинжиниринг бизнес-процессов».Необходимость в реинжиниринге очевидна: все предприятия российской экономикисегодня нуждаются в той или иной мере в реорганизации своих бизнес-процессов.Более того, опыт развитых стран показывает, что в высокотехнологичных отрасляхэкономики реинжиниринг бизнеса происходит практически непрерывно. Реорганизациябизнес-процессов, несомненно, имеет свои особенности у каждого участника виртуальногопредприятия, однако реинжиниринг должен происходить под управлением требований,накладываемых задачами интеграции участников в виртуальное предприятие. В связис этим данная работа (см. блок 3 на рисунке 7) имеет пять стрелок управления. Всвою очередь, новые правила бизнеса, выработанные в результате реинжинирингабизнес-процессов у всех участников виртуального предприятия, оказываютуправляющее воздействие на функцию «Представление данных о турбинах итурбинном оборудования в электронном виде», о чем свидетельствует наличиеобратной связи по управлению.
Дальнейшаядекомпозиция концептуальной модели системы раскрывает структуру системыинформационной поддержки жизненного цикла турбин и турбинного оборудования. Декомпозицияработы «Представить данные о турбине и турбинном оборудовании вэлектронном виде» (блок 1, рисунке 7) представлена на рисунке 8, здесь женеобходимо отметить следующее.
/>
Рисунок 8 — Концептуальнаямодель системы. Декомпозиция А1 – «Представить данные о турбине итурбинном оборудовании в электронном виде»
Наиболее важная длявсех последующих этапов жизненного цикла турбин – функция «Выполнитьпроектирование турбин и турбинного оборудования» (блок 1.2, рисунке 8). Вописываемой концептуальной модели данная функция представляет собой объединениедвух этапов – проектирование конструкции и проектирование технологии. Особаяважность этого этапа жизненного цикла подтверждается статистическими данными:как показывает отечественный опыт, 50-70% имеющихся дефектов в готовоймашиностроительной продукции вызваны ошибками в конструкторских решениях,20-30% – недостатками технологии изготовления, 5-15% – возникают по вине рабочих.Информационные объекты, выполненные на этапах создания конструкции турбин итурбинного оборудования, в значительной мере могут быть представлены вэлектронном виде, поскольку степень развитости автоматизированных систем конструкторскихработ (САПР) существенно выше, чем систем автоматизации технологическойподготовки производства (АСТПП). Этому есть объективные причины:конструкторские системы в значительной степени универсальны, поэтомуразработчики программного обеспечения больший интерес проявляют именно к этимсистемам. Системы технологической подготовки производства в большей степениобладают индивидуальными особенностями, характерными для конкретногопроизводства, поэтому можно говорить о некотором отставании уровня АСТПП отСАПР. Тем не менее, для турбинного производства, характеризующегосязначительной долей сборочных операций и операций по обработке металлов резанием(они являются в достаточной степени формализуемыми и моделируемыми графическимитвердотельными образами), эта проблема имеет хорошие перспективы к разрешению.
Электронныепредставления результатов технического проектирования турбины являются вбольшей степени промежуточными, необходимыми в первую очередь для дальнейшейразработки конструкции. Результаты рабочего проектирования, помимо производственныхзадач, представляют интерес и для маркетинговой, и эксплуатирующей организации,и, возможно, в первую очередь для ремонтной организации. Исходя из этого формыпредставления ИО этапа рабочего проектирования значительно более широкие.
Основной особенностьюэксплуатационной документации является сам подход к ее созданию. В рамкахконцепции CALS информационная поддержка процессов эксплуатации изделийобеспечивается путем использования интерактивных электронных техническихруководств (ИЭТР). Процесс подготовки ИЭТР должен представлять собойавтоматическую процедуру генерации электронной документации с возможностьюредактирования. Только таким образом обеспечивается преемственность инепротиворечивость информации.
Одна из основных задачтехнологической подготовки производства – обеспечение технологичностиконструкции, несомненно, должна решаться непосредственно в процессепроектирования конструкции турбин и турбинного оборудования. Таким образом, помере проведения работ по реинжинирингу производственных процессов все болееобоснованно следует говорить о конструкторско-технологической подготовке производства.
Отдельной задачейявляется разработка программ для станков с ЧПУ. Широкое использованиедостижений САМ-технологий (САМ – Computer Aided Manufacturing), использованиетрехмерных твердотельных моделей деталей и узлов турбин для автоматизированнойразработки постпроцессоров обеспечат управление информационными ресурсами наэтапе конструкторско-технологической подготовки производства. На сегоднявопросы автоматизации технологической подготовки производства на турбинныхзаводах, как и на большинстве машиностроительных заводов России, весьма далекиот своего решения. Однако отдельные весьма успешные примеры движения в этом направлениивнушают оптимизм.
Для реализации функции«Сформировать данные этапа изготовления и контроля качества» (см.рисунке 8, блок 1.3) силами подразделений турбинного завода, необходимо наличиеединого информационного пространства предприятия. На рисунке 9 представленаструктура корпоративной информационной среды турбинного завода. Корпоративнаяинформационная среда рассматривается состоящей из двух связанных и взаимозависимыхинформационных систем, которые различаются по возложенным на них функциям. Перваяинформационная система – производственная, обеспечивает информационнуюподдержку основного, производственного сегмента деятельности турбинного завода.Вторая — информационная система обеспечения, создает информационную поддержкуостальных спектров деятельности предприятия.
/>
Рисунок 9 — Структуракорпоративной информационной среды турбинного завода.
Фундаментом, какпервой, так и второй информационной системой, является база данных. В силуразличия функций двух информационных систем, базы данных имеют различнуюнаправленность. Производственная информационная сисема ориентирована науправление данными об изделии, в данном случае – турбоустановки, поэтомуфактически является базой данных изделий. Информационная система обеспечения,которая ориентирована на подготовку производства и обеспечение еготехнологическими, финансовыми, людскими ресурсами, является базой данныхпредприятия. Система управления базой данных является единой как для базыданных изделий, так и для базы данных предприятия.
Для интеграцииподсистем, выполняющих управление такими аспектами деятельности турбинногозавода как управление финансами, персоналом, сбытом продукции,материально-техническим обеспечением и пр., предназначена система планированияресурсов – ERP-система (Enterprise Resource Planning).
Для интеграцииподсистем, базирующихся на базе данных изделий, и выполняющих поддержкуосновных, производственных функций турбинного завода, предназначена системауправления данными об изделиях – PDM-система (Product Data Management).
Согласноконцептуальной модели, представленной на рисунке 7, второй функцией (работой)на первой диаграмме декомпозиции является функция «Обеспечить интеграциюданных о турбине и турбинном оборудовании». Декомпозиция этой функциипредставлена на рисунке 10, здесь же необходимо отметить следующее.
/>
Рисунок 10 — Диаграммадекомпозиции A2 — «Обеспечить интеграцию данных о турбине и турбинномоборудовании».
Особое значениевопросы интеграции данных об оборудовании приобретают на постпроизводственныхэтапах жизненного цикла турбин и турбинного оборудования. Одной из стрелок выходана диаграмме А2 (см. рисунок 10) является стрелка с названием «Виртуальноепредприятие». В связи с большой номенклатурой оборудования, имеющегося наэксплуатирующем предприятии (электростанции), оно, с точки зренияCALS-технологий, может быть участником целого ряда виртуальных предприятий. Дляобеспечения поддержки жизненного цикла различных элементов оборудованиясоздается интегрированная информационная среда электростанции, фундаментомкоторой является база данных предприятия и управляющая СУБД. В состав интегрированнойинформационной среды входят различные подсистемы, охватывающие все аспектыдеятельности электростанции: «Управление персоналом»,«Управление финансами», «Бухгалтерия», «Управлениематериально-техническим снабжением», «Управление эксплуатациейоборудования», «Техническое обслуживание и ремонт» и другие.Кроме этого, в составе интегрированной информационной среды должна бытьподсистема, обеспечивающая поддержку жизненного цикла оборудованияэлектростанций. Аналогичные подсистемы должны быть в составе информационныхсистем масштаба предприятия у каждого из участников жизненного цикла турбин итурбинного оборудования.
Система информационнойподдержки жизненного цикла турбин и турбинного оборудования по своимпринципиальным и технологическим аспектам с точки зрения информационныхтехнологий не должна существенно отличаться от технологии организации любогодругого электронного бизнеса. Основой электронного бизнеса в последние годыстали Internet-технологии, то есть технологии, основанные на использованиеразличных служб Всемирной Паутины (World Wide Web – WWW). Новые технологиителекоммуникаций, сопровождающиеся резким увеличением пропускной способностиканалов, в совокупности со снижением стоимости их использования, приводят ктому, что в ближайшее время основным режимом использования Internet станет режимon-line.
Сегодня Internetобеспечивает надежный и дешевый обмен информацией между узлами сети. Длявиртуального предприятия, обеспечивающего непрерывную информационную поддержку жизненногоцикла турбин и турбинного оборудования, надежная, устойчивая коммуникацияявляется, пожалуй, одним из основных условий существования. Технология Internetна сегодня является единственной, которая позволяет добиться более высокогокачества коммуникаций при меньших расходах, включая возможности обмена мультимедийнойинформацией в реальном масштабе времени (в частности, звуковой и видео информацией).
Виртуальноепредприятие для информационной поддержки жизненного цикла турбин и турбинногооборудования создается путем отбора требующихся организационно-технологическихресурсов от различных предприятий и их интеграции с помощью компьютерной сетиInternet в гибкую и динамическую структуру, приспособленную для скорейшеговыпуска новой продукции и ее оперативной поставки на рынок.
Схема виртуальногопредприятия указана на рисунке 11.
/>
Рисунок 11 — Схемавиртуального предприятия
Заключение
Итак, рассмотрев основные принцыпы проектирования жизненного цикла мехатронныхсистем, можно выделить следующие критерии, необходимые для создания мехатроннойсистемы:
— децентрализация управления вплоть до конструктивного встраивания устройствуправления отдельными частями системы в эти части. Последнее позволяетудешевить всю систему в целом, повысить ее надежность и быстродействие за счетсокращения связей, распараллеливания и иерархического построения информационныхпроцессов и процессов управления. Для таких систем разработаны различныеварианты структур с сильными и со слабыми связями (распределенные системы). Атакже методы их проектирования;
— обеспечение значительно большей надежности управления, чем обычно считаетсяприемлемым для других типов объектов. Это вызвано тем, в этих системах отказуправления, как правило, ведет к аварии всей системы. Разработаны исовершенствуются соответствующие программные методы решения этой задачи;
— широкое применение компьютерного моделирования без чего такие сложные системы,как правило, не могут быть созданы на современном научно-техническом уровне.Наряду с мехатроникой аналогичный системный подход к проектированию требуютмногие технические системы. К ним, прежде всего, относятся автоматическиесистемы, процесс проектирования которых нельзя разделить на проектированиесперва объекта управления, а затем устройства управления для него. К такимсистемам, в частности, относятся системы автоматического управления статическии динамически неустойчивыми, то есть неработоспособными без системы управленияобъектами, такими как ра кеты и некоторые другие летательные аппараты,электрические машины, и включающие их энергетические системы, работающие врежиме так называемой искусственной устойчивости, некоторые установкихимической промышленности.
Списокиспользованных источников
1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования:Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана,2002., 336 с.
2. Норенков И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий.CALS-технологии, — М.: Изд-во МГТУ им. Н.'Э. Баумана, 2002.-320 с
3. PLM по-русски. Елена Гореткина. PC Week САПР №15
4. Система управления инженерными данными и жизненным цикломизделия ЛОЦМАН:PLM V7.1
5. IBM принимается за управление жизненным циклом. PC Week САПР№29-30
6. Выбор системы управления жизненным циклом изделияНижегородская сетевая лаборатория NBSLABS
7. База данных: Система упраления жизненным циклом изделияспециального назначенияю. Черноморов Г.А, Михайлова С. А Заявка на официальнуюрегистрацию структры базы даннх