Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Судов Евгений Владимирович. Модели, методы и средства управления и интегрированной информационной поддержки процессов жизненного цикла наукоемкой продукции : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.06.- Москва, 2004.- 310 с.: ил. РГБ ОД, 71 05-5/711

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. Развитие промышленных информационных технологий в России и за рубежом 11

1.1. Гибкие производственные системы (ГПС) и интегрированные компьютеризированные производства (КИП) 11

1.2. Интегрированные автоматизированные системы управления (ИАСУ) 13

1.3. Жизненный цикл изделия и его этапы 16

1.4. Возникновение концепции CALS и ее эволюция 18

1.5. Технические и экономические преимущества CALS 26

1.6. Выводы. Цели и задачи исследования 29

Глава 2. Базовые принципы и технологии информационной поддержки жизненного цикла наукоемкой продукции 31

2.1. Концептуальная модель ИЛИ 31

2.2. Базовые принципы ИЛИ 33

2.2.1. Интегрированная информационная среда 33

2.2.2. Безбумажное представление информации, применение ЭЦП 36

2.2.3. Реинжиниринг бизнес-процессов 42

2.3. Базовые управленческие технологии 44

2.3.1. Управление проектами, работами и ресурсами 44

2.3.2. Управление качеством и конфигурацией 47

2.3.3. Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП) 55

2.4. Влияние управленческих технологий на показатели конкурентоспособности продукции 60

2.5. Системное применение ИПИ-технологий 63

2.6. Выводы по главе 2 67

Глава 3. Управление конфигурацией - методы и теоретические основы о. 69

3.1. Основные понятия и их определения 69

3.2. Контексты управления конфигурацией 73

3.3. Информационные аспекты управления конфигурацией 77

3.4. Сценарии управления конфигурацией 84

3.5. Теоретические аспекты проблемы управления конфигурацией 90

3.5.1. Структурные отношения и их представление 90

3.5.2. Матричное представление структурных графов 95

3.6 Методика синтеза конфигураций 98

3.7. Выводы по главе 3 102

Глава 4. Анализ логистической? поддержки (АЛП) 104

4.1. Место и роль АЛП в системе интегрированной логистической поддержки 104

4.2. Методические основы АЛГЪ 110

4.2.1. Основные задачи АЛИ 111

4.2.2. Основные стадии АЛП 115

4.2.3. Пример АЛП 123

4.3. Математические модели и расчетные методики для некоторых задач АЛП 130

4.3.1. Модель и методика расчета периодичности плановых работ по техническому обслуживанию 130

4.3.2. Модель и методика определения уровня запасов запасных частей для устранения последствий случайных отказов 139

4.4. Методика оценки показателя поддерживаемости изделия 146

4.5. Выводы по главе 4 151

Глава 5. Стандартизованные технологии представления данных и информационные модели 153

5.1. Технологии представления данных и информационные модели по ИСО

10303 (STEP) 153

5.1.1. Проектные данные об изделии 160

5.1.2. Управление конфигурацией 169

5.1.3. Данные, используемые в задачах ИЛП 172

5.1.4. Управление ресурсами 176

5.2. Технологии представления данных и информационные модели по ИСО 8879 (SGML) 178

5.3. Сравнительный анализ технологий представления данных 193

5.4. Выводы по главе 5 196

Глава 6. Научно-методические принципы создания информационных моделей 197

6.1 Основные понятия и определения 197

6.2 Сущности реального мира и отношения между ними в контексте методологии и технологий ИЛИ 203

6.3 Применение системы сущностей и отношений при описании ЖЦ

изделия 216

6.4. Выводььпо главе 6 226

Глава 7. Программные средства ИЛИ* 229

7.1. Система PDM как основа ИИС 229

7.1.1. Место и роль PDM-системы налредприятии, ее основные свойства 229і1

7.1.2. Представление структуры изделия в системе PSS 234

7.1.3. Представление характеристик объектов в системе PSS 236

7.1.4. Управление документами 238

7.1.5. Автоматизация документооборота 240

7.1.6. Управление изменениями 241

7.1.7. Интеграция с системами CAD/САМ и ERP 245

7.1.8. Передача конструкторской документации между предприятиями 248

7.1.9. Ведение электронных паспортов изделий 253

7.1.10. Архитектура и программная реализация системы PSS 255

7.2 Информационная модель и программные средства ИЛП 257

7.2.1. Состав и структура автоматизированной системы ИЛП 257

7.2.2 Назначение и основные функции блоков АС ИЛП 260

7.2.3. Общие принципы построения модели данных ИЛП 266

7.2.4. Модель данных ИЛП на языке EXPRESS-G 270

7.3 Технология и программные средства разработки и сопровождения электронной эксплуатационной документации 277

7.4. Выводы по главе 7 284

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ,. 286

ВЫВОДЫ 288

ЛИТЕРАТУРА 291 

Введение к работе:

Последнее десятилетие XX века характеризуется широкой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой и других видов деятельности. Этой всеобщей тенденции способствовали такие факторы, как появление и массовое применение персональных компьютеров, а также средств телекоммуникаций и вычислительных сетей, в том числе глобальной сети Интернет. Эти факторы сделали актуальной проблему развития и эффективного использования информационных ресурсов - локальных, общенациональных и даже глобальных. Уже в 80-ые годы было осознано, что информационные ресурсы любой страны по стоимости соизмеримы и, быть может, превосходят стоимость природных, в том числе энергетических ресурсов [1]. Стало ясно, что устоять в конкурентной борьбе смогут только те предприятия, которые будут применять в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ). Именно ИТ, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции одновременно со значительным сокращением сроков постановки на производство новых изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей.

Начиная с 80-х годов XX века широкое применение ИТ стало одним из направлений повышения эффективности производства вообще и наукоемкого машиностроительного производства в частности. Перечислим основные этапы развития этого направления.

Создание и внедрение автономных средств автоматизации инженерного труда: САПР, АСУП, АСУ ТП и т.д. (середина 60-х-конец 80-х г.г. XX века). 1. Создание и применение гибких производственных систем (ГПС), принципиальная особенность которых - наличие компьютерной системы, объединяющей отдельные процессы, функции и задачи управления (конец 70-х -середина 80-х г.г.).

2. Появление понятия компьютеризированного интегрированного производства (КИП), суть которого заключалась в создании интегрированной информационной системы, построенной на использовании общих баз данных в процессах технической подготовки и управления производством (конец 80-х - начало 90-х г.г.).

3. Создание интегрированных систем, поддерживающих жизненный цикл (ЖЦ) продукции; появление и реализацияжонцепции, получившей обозначение CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла); развитие и совершенствование этой концепции в разных странах и отраслях промышленности (середина 80-х г.г. - по настоящее время)1.

В течение многих десятков лет общепринятой формой представления результатов интеллектуальной деятельности людей и инструментом их информационного взаимодействия являлась 6yMajKHaflf документация. Ее созданием были заняты (w заняты по сей день) миллионы инженеров, техников, служащих на промышленных предприятиях, в государственных учреждениях, коммерческих структурах. С появлением компьютеров начали создаваться и широко внедрялись разнообразные средства и системы автоматизации выпуска бумажной документации і системы автоматизированного проектирования (САПР) - для изготовления чертежей, спецификаций, технологической документации; системы автоматизированного управления производством (АСУП) - для создания планов производства и отчетов о его ходе; офисные системы - для подготовки текстовых и табличных документов и т.д. Однако к концу XX века стало ясно, что все эти достаточно дорогостоящие средства не оправдывают возлагающихся на них надежд: разумеется, некоторое повышение производительности труда происходит, однако не в тех масштабах, которые прогнозировались. Дело в том, что многочисленные авто номные системы, ориентированные на автоматизацию изготовления традиционных бумажных документов, не решают проблем информационного обмена между различными участниками ЖЦ изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, эксплуатантов и т.д.). При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени для повторной кодировки, что приводит к многочисленным ошибкам. Оказалось, что разные системы «говорят на разных языках» и плохо понимают друг друга. Более того, выяснилось, что бумажная документация и способы представления информации на ней ограничивают возможности использования современных ИТ. Так, например, ЗО-модель изделия, создаваемая в современной САПР, вообще не может быть адекватно представлена на бумаге. С другой стороны, по мере усложнения изделий, в частности военной техники (ВТ), происходит резкий рост объемов технической документации. Сегодня-эти объемы измеряются тысячами и десятками тысяч листов, а по некоторым изделиям (например, кораблям) - тоннами. При использовании бумажной документации возникают значительные трудности при поиске не-обходимых сведений, внесении изменений в конструкцию и технологии изготовления изделий. Возникает множество ошибок, на устранение которых затрачивается много времени. В результате резко снижается эффективность всех видов деятельности, связанной с разработкой, производством, эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом сложных наукоемких изделий. Возникают также трудности во взаимодействии заказчиков (в первую очередь - государственных учреждений, представителей армии) и производителей, как в процессах подготовки, так и при реализации контрактов на поставки ВТ.

В связи с этим базовой идеей CALS стала уже упомянутая выше идея информационной интеграции стадий ЖЦ продукции (изделия). Развитие этой идеи предполагает отказ от «бумажной среды», в которой осуществляется традиционный документооборот, и переход к интегрированной информационной среде (ИИС). Информационная интеграция состоит в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях ЖЦ, one рируют не с традиционными документами и даже не с их электронными отображениями (например, отсканированными чертежами), а с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования. Эти модели существуют в ИИС в специфической форме информационных объектов (ИО). По мере необходимости прикладные системы, которым для их работы нужны те или иные ИО, могут извлекать их из ИИС, обрабатывать, создавая новые объекты, и помещать результаты своей работы в ту же ИИС. Чтобы все это было возможно, информационные модели и соответствующие ИО должны быть стандартизованы. ИИС представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска, и передачи информации. Через ИИС осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками ЖЦ изделия. При этом однажды созданная информация хранится в ИИС, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность.

Очевидно, что такой подход представляет собой своего рода революцию в организации взаимодействия всех участников ЖЦ сложных наукоемких изделий.

Революционный характер ситуации определяется тем, что многие поколения конструкторов, технологов, производственников воспитаны на основе совершенно другой культуры, базирующейся на сотнях стандартов ЕСКД, ЕСТД, СРПП, детально регламентирующих ведение дел с использованием бумажной документации. В условиях применения CALS эта культура претерпевает коренные изменения:

- появляются принципиально новые средства инженерного труда;

- полностью изменяется организация и технология инженерных работ;

- должна быть существенно изменена, т.е. дополнена и частично переработана нормативная база;

тысячи специалистов должны быть переучены для работы в новых условиях и с новыми средствами труда.

Систематические работы в этом направлении начались в развитых странах Европы и в США уже в середине 80-х годов XX века, а России - только в конце 90-х. К настоящему моменту возникла актуальная потребность систематизации и развития теоретических и методических положений в данном направлении.

30 марта 2002 г. Президент Российской Федерации утвердил «Перечень критических технологий Российской Федерации», в который вошли «технологии информационной интеграции и системной поддержки жизненного цикла продукции». Все это предопределило актуальность темы данной диссертационной работы, выполнявшейся в рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база».

Целью работы является разработка моделей, методов и средств управления и информационной поддержки жизненного цикла наукоемких изделий, обеспечивающих повышение их конкурентоспособности.

Диссертационная работа имеет следующую структуру.

В первой главе развитие промышленных информационных технологий рассматривается в историческом аспекте. Приводятся сведения о зарубежных и отечественных проектах, описываются технические и экономические преимущества CALS.

Вторая глава содержит описание концептуальной модели, базовых принципов и технологий CALS (ИЛИ), отличающих эту концепцию от других походов к внедрению ИТ. Показано, как применение концепции ИЛИ влияет на конкурентоспособность продукции.

Третья и четвертая главы посвящены базовым управленческим -технологиям, представляющим, по мнению автора, наибольший практический интерес в современных условиях. Так, в третьей главе излагается теория и методы управления конфигурацией сложных наукоемких изделий.

Четвертая глава описывает принципы и методики анализа логистической поддержки (АЛЛ) - важнейшей методической составляющей технологии интегрированной логистической поддержки?(ИЛП).

Пятая глава посвящена обзору и сравнительному анализу существующих стандартизованных технологий представления данных и информационных моделей, регламентированных стандартами ISO 10303 ([STEP) и ISO 8879 (80 41,). Также рассматриваются некоторые информационные модели, принятые в ЄША, Европе и НАТО.

В шестой главе излагаются теоретико-методические принципы создания информационных моделей. Предложен понятийный аппарат, с помощью которого сущности реального мира и отношения между ними, относящиеся к рассматриваемой предметной области (наукоемкое машиностроение), отображаются в ИИС. Построена своеобразная «алгебраическая система», позволяющая в, соответствующих терминах описывать информационные модели изделий, а также разнообразных процессов и событий, возникающих выходе ЖЦ изделия. Приводится обобщенная информационная модель, связывающая упомянутые сущности и отношения. Далее рассматривается пример применения «алгебраической системы» при описании ЖЦ изделия и показан процесс преобразования информационных моделей при переходе от одной стадии ЖЦ к другой. Таким образом, содержание этой главы образует теоретико-методический базис рассматриваемых управленческих и информационных технологий.

В седьмой главе описываются назначение, основные функции и программная реализация системы управления данными об изделии (PDM-системы), как ядра ИИС, а также программная реализация некоторых задач ИЛП.

В Заключении формулируются основные направления развития и внедрения CALS (ИПИ)-технологий в промышленности России.

Подобные работы
Елисеева Наталья Владимировна
Разработка метода и средств представления модели знаний в задачах автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства
Сиротюк Олег Владимирович
Разработка моделей, методов и инструментальных средств анализа и синтеза оптимальных структур объектно-ориентированных баз данных в автоматизированных информационно-управляющих системах
Долгирев Дмитрий Валерьевич
Методы и модели принятия решений в информационных системах управления при оценке качества программных средств
Вахромеев Олег Сергеевич
Управление диагностическими комплексами судовых средств автоматизации на основе комплексного метода
Утросин Валерий Владимирович
Повышение эффективности производственного процесса с помощью продукционных экспертных систем в среде информационной поддержки жизненного цикла изделия
Мытник Сергей Александрович
Модели, методы и алгоритмы создания межсистемных информационных комплексов
Соколова Екатерина Борисовна
Разработка моделей, методов и специального математичесокго обеспечения для повышения качества сложных комплексов программ в АСУ
Баин Александр Михайлович
Методы, модели и алгоритмы оптимизации систем информационной логистической поддержки управления виртуальными предприятиями (На примере предприятий микроэлектроники)
Лайкам Владимир Константинович
Модели и методы автоматизации мониторинга и оперативного прогноза численности занятых в промышленности
Саркисова Ирина Олеговна
Разработка методов и моделей адаптивного тестового контроля в системе подготовки и аттестации персонала транспортных предприятий

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net