Реферат: Управление и подготовка производства в автоматизированных цехах

Интегрированная система подготовки производства обеспечивает пользователя (конструктора, технолога) сервисными средствами принятия проектных решений, их хранения, поиска, редактирования и документирования. Система гарантирует доступность информации, полученной в результате ее работы для смежных систем (АСУП, АСУТП и др.). Наиболее рационально конструирование изделия и проектирование технологического процесса его изготовления в рамках единой системы.

Интегрированная конструкторско-технологическая САПР (ИКТ САПР) должна обеспечивать автоматизированное решение всех основных задач, входящих в процесс разработки жизненного цикла изделия. Основные виды работ, связанных с этим, — проектирование, анализ проекта, инженерное тестирование и моделирование, анализ вносимых изменений, администрирование проекта. Проектирование разделяют на три этапа: концептуальное проектирование, инженерное проектирование, детальное проектирование. Степень автоматизации, методы и используемые средства для них различны. Для обрабатывающих цехов, как правило, отсутствует этап разработки изделия. Исключение составляет разрабатываемая и изготовляемая оснастка: станочные и сборочные приспособления, штампы, специальный инструмент. Автоматизация этапа анализа проекта в основном связана с оценкой функционирования проектируемого изделия или отдельных его компонент. При этом используются средства и методы математического моделирования. Инженерное тестирование связано с установлением основных характеристик функционирования изделия путем непосредственных испытаний опытного образца или прототипа. При этом используют средства автоматизации научных исследований: средства автоматизации проведения эксперимента, средства сбора и анализа информации. Анализ изменений проекта обеспечивает интеграцию выполнения функциональных процедур проектирования изделия и процедур прочих подразделений автоматизируемого предприятия. Любые изменения, касающиеся текущего проекта, как внешние, так и внутренние по отношению к этапу проектирования, анализируются и становятся неизвестными для всех связанных с ними процедур. Администрирование проекта включает в себя управление и контроль за процессом проектирования.

Архитектура ИКТ САПР должна обеспечивать бесконфликтную работу проектантов, выполняющих различные проекты, различные этапы (части) одного проекта, или выполняющих совместные разработки. Поэтому ИКТ САПР является распределенной программной системой, программно-аппаратная реализация которой базируется на сети из семейства рабочих станций, которые ориентированы на различное применение и совместимы на концептуальном и программном уровнях. Должно быть обеспечено сосуществование ряда баз данных: локальных, распределенных, центральных и т. д. Аппаратные и программные средства рабочих станций должны позволять:

работать с трехмерными динамическими моделями проектируемых объектов;

эффективно использовать локальные и центральные базы данных, архивы;

использовать различные способы отображения модели изделия и проектируемых процессов: в виде каркасных изображений, реалистичных тоновых изображений, структурных схем, диаграмм и др.;

совместную интерактивную работу нескольких проектантов над одним объектом проектирования.

Требования к реализации системы планирования и ее подсистем в составе автоматизированного цеха

Система планирования должна быть реализована в виде многоуровневой экспортной системы или ряда вложенных экспертных подсистем со своими базами знаний и множеством правил на каждом уровне иерархии. Так как пользователи системы планирования являются непрофессионалами в области вычислительной техники, интерфейс ее должен быть построен так, чтобы можно было вести диалог на подмножестве естественного языка и можно было вмешаться в процесс планирования любого уровня и объяснить то или иное решение по требованию пользователя при ее работе в автоматическом режиме.

Архитектура системы планирования должна быть открытой и допускать поэтапный ввод системы в эксплуатацию. Практическая реализация системы планирования должна выполняться с использованием распределенной базы данных и вычислительной сети, единой для всех систем автоматизированного предприятия.

Рассмотрим подсистемы, входящие в состав системы планирования: перспективного планирования, текущего планирования и оперативного планирования.

Подсистема перспективного планирования осуществляет функцию определения стратегии производства, формулирует цели и порядок выполнения плановых заданий нижнего уровня. Цель перспективного планирования заключается в оценке предполагаемого эффекта, который может быть оценен на основании результатов моделирования реализации стратегии на производстве. Поэтому подсистема включает в себя средства моделирования.

Подсистема текущего планирования предназначена для составления производственных программ, удовлетворяющих требованиям выработанной стратегии. Производственные программы формируются на основании информации о состоянии производственных ресурсов — оборудования, материалов.

Подсистема оперативного планирования выполняет набор действий с существующей иерархией и поэтапным планированием производственного процесса, который основывается на оперативной информации о текущем состоянии процесса производства.

Программно-аппаратная реализация подсистемы диспетчирования должна обеспечивать эффективное выполнение функций: контроля комплектующих и материалов для технологического процесса; диагностирования, включая определение неисправностей и выбор вариантов их устранения, статистический учет и прогнозирование отказов и сбоев; управление ресурсами. Более

подробно остановимся на подсистеме диагностирования, так как работоспособность автоматизированного предприятия определяется показателями надежности оборудования.

Для экономически целесообразного функционирования сложного оборудования в условиях автоматизированного производства необходимы программно-аппаратные средства для быстрого выявления и устранения сбоев. С этой целью система диагностирования должна выполнять функцию наблюдения и контроля за работоспособностью оборудования, функционирующего на уровне завода, цеха, участка, модуля. Конечной целью системы диагностирования является обеспечение ритмичного функционирования производства в соответствии с плановыми заданиями.

Информацию, получаемую в системе диагностирования, следует использовать в системе оперативного управления, планирования и организации производс1ва на различных уровнях. При поэтапном вводе в строй подсистема диагностирования должна входить в первую очередь сдаваемых подсистем.

Требования к реализации уровня оперативного управления и уровня управления оборудованием

Постоянное удешевление средств автоматизации способствует тому, что все больше компонент реализуются в виде отдельных устройств. При этом возникает задача обеспечения совместимости, т. е. возможности совместной согласованной работы разнородных программно-аппаратных компонент системы управления. Необходимо обеспечить совместимость контроллеров оборудования на архитектурном, аппаратном и программном уровнях. Один из возможных подходов к решению — это разработка регулярной и однородной аппаратной архитектуры, позволяющей реализовывать на основе одинаковых аппаратных средств все компоненты системы управления — от управления оборудованием до систем проектирования и планирования. Основой для такого подхода является международный стандарт VME, позволяющий комплектовать распределенные мультипроцессорные системы с необходимым набором функционально-ориентированных модулей, обеспечивающих настройку на конкретные применения. Базовым средством интеграции программно-аппаратных компонент системы управления автоматизированным предприятием является сеть ЭВМ.

Планировочные решения по размещению средств вычислительной техники

В состав автоматизированного цеха должен входить вычислительный центр, который обеспечивает автоматизацию основных функций подготовки и управления производством.

Для того чтобы спроектировать помещения, разместить средства вычислительной техники, требуются подробные расчеты. Здесь мы ограничимся формулировкой состава исходных данных для расчета и предложим зависимости, позволяющие определять площадь, которую необходимо будет отвести под вычислительный центр.

Для определения площади необходимо знать:

состав и количество средств вычислительной техники и оборудования, которое будет установлено в вычислительном центре;

организационную структуру вычислительного центра;

нормативы площади для размещения оборудования, архивов, складов и структурных подразделений вычислительного центра;

особые требования, предъявляемые к помещениям вычислительного центра и схеме их планировки (климатические, помехозащищенность и т. д.);

потребность в электротехническом и прочем оборудовании.