Разработка алгоритмов передачи информации об экземпляре изделия между PDM и MES системами

Оптимизация затрат на всех стадиях жизненного цикла изделий, является крайне важной и актуальной задачей. В наибольшей степени на структуру затрат при поддержке жизненного цикла изделия влияет определенное количество факторов, среди которых: 1) оперативная передача сведений о составе изделия в планово-экономическую службу предприятия; 2) перенесение информации по результатам осуществления этапа или стадии жизненного цикла на следующий (или следующую) без ее переработки; 3) автоматизация перенесения таких данных; 4) приведение процедур и методик, которые регламентируют порядок проведения работ к единым стандартам; 5) контроль версий документов и их учет; 6) формирование общей нормативно-операционной документации; 7) on-line доступ к данным о составе изделия; 8) on-line доступ к данным об использовании отдельных деталей/изделий при формировании технологической документации на продукцию. Возникновение и популяризация систем автоматизированного проектирования (САПР), а также автоматизированных систем технической подготовки производства (АСТПП) не принесло ожидаемого эффекта в виде уменьшения временных и финансовых затрат производственного предприятия. На практике результат от внедрения таких систем автоматизации оказался меньшим, чем было спрогнозировано специалистами. С помощью анализа, который специалисты проводили в течение нескольких лет, было выявлено, что значительный объем расходов на передачу данных о результате работ между системами весь положительный эффект от их внедрения сводит на ноль. При этом, степень потери значительно увеличивается при повышении сложности и масштабности задачи. Поэтому затратность процессов передачи информации от одного этапа работ или стадии жизненного цикла продукции на другой увеличиваются в геометрической прогрессии. Наиболее отчетливо данная проблема была видна на производстве наукоемкой и сложного вида продукции. При внедрении автономных информационных систем разного назначения, к специалистам, в процессе проведения такого внедрения, пришло осознание о необходимости интеграции различных информационных технологий в единый комплекс, который формировал бы в рамках одного предприятия единую информационную среду (ИИС или ЕИС). Такая система должна поддерживать все этапы жизненного цикла продукции, которую выпускает предприятие.

---

Пишем диссертации на заказ стоимость в Тюмени можете узнать на сайте Work5.

---

. В последнее время во всем мире задумка о создании единой информационной среды стала основной и нашла самую полную реализацию в подходе, называемом CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support)-технологии или ИПИ (Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий) – технологии. Решением для реализации такой задумки является осуществление определенных работ в рамках единой информационной системы, которые заключались бы во внедрении системы технического документооборота и системы электронного архива такой документации, а также внедрении использования трехмерных моделей продукции, которая производится. Иначе говоря, в данном случае должна быть внедрена информационная поддержка жизненного цикла изделий и ее повсеместное использование на предприятии. Внедрение информационных технологий поддержки жизненного цикла изделий в мировой практике велико. Это связано с тем, что первый опыт внедрения и расширения этих систем был получен именно за рубежом. В Российской Федерации по данной тематике наблюдается определенный дефицит в области научных разработок и их описаний, особенно применительно для производства конкретных видов продукции, то есть узконаправленного (специализированного) характера, для конкретных производств и видов продукции. Среди отечественных авторов можно отметить таких, как Е. В. Судова, В. Н. Васильева, Б. Я. Советова, Н. П. Бусленко. Что касается зарубежных авторов, которые уделяли внимание данной тематике, то среди них можно отметить работы Д. Марка, К. МакГоуэн, Н. Окино. Целью написания данной работы является выявление наиболее эффективного способа передачи данных между MES и PDM-системами. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Изучить жизненный цикл изделия и его основные элементы, стадии, процессы 2. Изучить состав экземпляра изделия 3. Изучить использование экземпляра изделия при работе MES и PDM-системам 4. Выявить особенности передачи данных между MES и PDM-системам 5. Провести классификацию данных, которые передаются между указанными системами и разработать алгоритм передачи данных между ними. Для решения поставленных задач были использованы методы синтеза, анализа, обобщения, системный подход. ?

Процесс начала применения информационных технологий до полноценного внедрения единой информационной системы, как показывает опыт зарубежных стран, является достаточно длительным и часто растягивается на несколько лет. Однако, на практике, если производственное предприятие уже его начало, то для того, чтобы его продукция оставалась конкурентоспособной, необходимо его обязательно, если не завершить, то постоянно продвигать на новый уровень. Жизненный цикл продукта промышленности состоит из нескольких этапов. На каждом из них происходит формирование различной информации об изделии. На каждом этапе жизненного цикла изделия формируется такая информация об изделии, как данные о технических неисправностях экземпляра изделия, результаты испытаний, технологическая, программная и конструкторская документации, и т.д.. Эти данные предоставляют характеристику изделия и его отдельных экземпляров в определенный момент времени. В процессе написания данной работы были определены наиболее эффективные способы передачи данных между MES и PDM-системами. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: 1. Изучен жизненный цикл изделия и его основные элементы, стадии, процессы 2. Изучен состав экземпляра изделия 3. Изучено использование экземпляра изделия при работе MES и PDM-системам 4. Выявлены особенности передачи данных между MES и PDM-системам 5. Проведена классификация данных, которые передаются между указанными системами. Основной стратегической целью интеграции информационных систем, которую преследуют производственные предприятия, является снижение затрат и себестоимости продукции. В дальнейшем такие мероприятия должны привести к сокращению сроков запуска выпуска новой продукции, что должно привести к повышению конкурентоспособности предприятия. При этом собственники ожидают, что предприятие станет более прозрачным и управляемым. Среди тактических целей интеграции собственники промышленных предприятий рассматривают такие цели, как гарантирование целостности данных, увеличение эффективности при работе с большими массивами информации, управление технической подготовкой производства в структурных подразделениях предприятия, которые территориально отдалены. В качестве механизма импорта/экспорта данных между системами предложено использование встроенной обработки «Обмен данными при помощи XML – файлов». Автор предлагает использовать прикладной интерпретатор, который будет обеспечивать работу «мастера настроек» (wizard) или выполнение бизнес операции в контексте текущего бизнес-процесса. Оптимизация затрат на всех стадиях жизненного цикла изделий, является крайне важной и актуальной задачей. В наибольшей степени на структуру затрат при поддержке жизненного цикла изделия влияет определенное количество факторов, среди которых: 1) оперативная передача сведений о составе изделия в планово-экономическую службу предприятия; 2) перенесение информации по результатам осуществления этапа или стадии жизненного цикла на следующий (или следующую) без ее переработки; 3) автоматизация перенесения таких данных; 4) приведение процедур и методик, которые регламентируют порядок проведения работ к единым стандартам; 5) контроль версий документов и их учет; 6) формирование общей нормативно-операционной документации; 7) on-line доступ к данным о составе изделия; 8) on-line доступ к данным об использовании отдельных деталей/изделий при формировании технологической документации на продукцию.

1. Стандарт ISO/IES 15288 «Системная и программная инженерия — Практики жизненного цикла системы», далее – стандарт ISO/IES 15288 2. Стандарт ISO 10303. «Product data representation and exchange». Базовый международный стандарт для обмена данными об изделии. 3. Стандарт ISO 13584. «Industrial Automation – Parts Library». Формат данных о библиотеках деталей у поставщиков. 4. Стандарт ISO 15531-21. «Manufacturing management data (Mandate)». Часть 21. Обзор и основные принципы представления данных о промышленной продукции. 5. Стандарт ISO 15531–31:2004. «Manufacturing management data (Mandate)». Часть 31. Информационная модель ресурсов. 6. Стандарт ISO 15531-41. «Manufacturing Management Data (Mandate)». Часть. 41. Обзор и основные принципы управления потоками производственных данных. 7. Стандарт ISO 18876. «Integration of industrial data for Exchange». 8. Стандарт ISO 8879: 1986(E). Information processing – Text and Office System – Standart Generalized Markup Language (SGML). – Geneva: International Organization for Standardization, 2006. 9. ISO 42010 «Рекомендованная практика архитектурного описания программоемких систем» 10. ГОСТ 2.051 -2006 Единая система конструкторской документации. Электронные документы. Общие положения; 11. ГОСТ 2.052-2006 Единая система конструкторской документации. Электронная модель изделия. Общие положения; 12. ГОСТ 2.053-2006 Единая система конструкторской документации. Электронная структура изделия. Общие положения; 13. ГОСТ 2.103-68 Единая система конструкторской документации 14. ГОСТ 2.104-2006 Единая система конструкторской документации. Основные надписи 15. ГОСТ 2.610-2006 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения эксплуатационных документов 16. ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы 17. ГОСТ 34.602-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы/Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Информационная технология. – М., 1991.-с.3-15 18. ГОСТ21.404-85. Обозначения условные приборов и средств автоматизации 19. ГОСТ 24.305-80. Требования к содержанию документов по информационному обеспечению 20. Р50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Методология функционального моделирования. 21. ГОСТ ИСО 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 1. Общие представления и основополагающие принципы. 22. ГОСТ Р ИСО 10303-21-99. Системы автоматизации производства и их интеграции. Представление данных об изделии и обмен этими данными. 23. Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» 24. Е.Б. Андреев, Н.А. Куцевич, О.В. Синенко. SCADA-системы: взгляд изнутри. - М. : Изд-во РТСофт, 2004. - 176 с 25. Аврамчук, Е. Ф. Технология системного моделирования /Е. Ф. Аврамчук. – М. : Оникс, 2012. 26. Бакаев, В. В. Информационное обеспечение поддержки о сопровождения жизненного цикла изделия / В. В. Бакаев. – М. : Машиностроение-1, 2005. – 624 с. 27. Ерков А., Хорошавцев А. Типы и применение регуляторов. Автоматизация и производство, №3, 1996 Норенков И.П. 28. Загидуллин Р. Р., Фролов Е. Б. Управление машиностроительным производством с помощью MES-систем. М.: СТИН, 2007, №11, С.2–5. 29. Э.Л. Ицкович. Методы рациональной автоматизации производства. –М. Изд-во Инфра-Инженерия, 2009. 256 с. 30. Игнатьев, М.Б. Кибернетическая картина мира / М. Б. Игнатьев ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. Бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования Санкт-Петербургский гос. ун-т аэрокосмического приборостроения. Санкт-Петербург, 2014. 31. Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий CALS-технологии. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 с.; 32. Капустин, Н. М. Комплексная автоматизация в машиностроении / Н. М. Капустин, П. М. Кузнецов, Н. П. Дьяконова; под ред. Н. М. Капустина. – М. : издательский центр «Академия», 2005. – 368 с. 33. Ласуков, А. А. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки «Констукторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Автоматизация технологических процессов и производств» (машиностроение) / А. А. Ласуков. – Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 345 с. 34. Учебник в 5-ти т. / Под общ. ред. К.А. Пупкова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Изд-во МГТУ, 2004. - 656 с. 35. В.Г. Харазов. Интегрированные системы управления технологическими процессами (+CD-ROM). –М. Изд-во Професия, 2009.592 с. 36. Ю. Федоров. Справочник инженера по АСУ ТП: проектирование и разработка. Изд-во «Инфра-Инженерия». 2008 г., стр.925.. 37. CALS (Поддержка жизненного цикла продукции): руководство по применению/Сост. А.Н. Давыдов, В.В. Баранов, Е.В. Судов, С.С. Шульга.-М.:Мин-во экономики РФ, НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», ГУП «ВИМИ», 2000. – 44 с. 38. Уткин В.Б., Балдин К.В. Информационные системы и технологии в экономике: учебник для вузов. – М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 335 с. 39. Федотов А.В., Автоматизация управления в производственных системах: учебное пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 368 с. 40. Хорьков К.А., Хорьков А.К. Электромеханические системы. Часть 1. – Томск: Изд-во ТПУ, 1999. 41. Коновалов, М. А. Состав и алгоритмы функционирования единой информационной среды проектирования и производства аппаратуры координатно-временного и навигационного обеспечения / М. А. Коновалов //Системы управления и информационные технологии. – 2014. – № 3.1, Т. 57. – С. 146-151. 42. Коновалов, М. А. Организация сквозного цикла «проектирование–производство» печатных плат в рамках единой информационной среды предприятия / М. А. Коновалов // Региональная информатика-2008 (РИ-2008): тр. XI Санкт-Петербургской междунар. конф., Санкт-Петербург, 22–24 октября 2008 г. / СПОИСУ. – СПб., 2009. – С. 203–209 43. Коновалов, М. А. К вопросу оценки эффективности инвестиций всистемы компьютерного инжиниринга / М. А. Коновалов, Г. В. Коваленко //Theoretical & Applied Science. – 2013. – № 12. – С. 105–108. 44. Советов, Б. Я. Моделирование систем : Практикум : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению "Информатика и вычисл. техника" и спец. [220200-АСОИУ] "Автоматизир. системы обраб. информации и упр." / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. – М. : Высш. шк., 1999. – 224 с. 45. Куприн, Д. Б. Программа внедрения CALS-технологий в АВПК "СУХОЙ". Опыт и результаты работ в области СALS / Д. Б. Куприн // Материалы отраслевой научно-технической конференции «CALS-технологии в авиационно-космической промышленности» : тез. докл. – М. : НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2012. – С. 30–36. 46. Ковшов, А. Н. Информационная поддержка жизненного цикла изделий в машиностроении: принципы, системы и технологии CALS/ИПИ / А. Н. Ковшов, Ю. Ф. Назаров, И. М. Ибрагимов, А. Д. Никифоров; под ред. проф. А. Н. Ковшова. – М. : Изд-во МГОУ, 2005. 47. Управление жизненным циклом продукции / А.Ф. Колчин, М.В. Овсянников, А.Ф. Стрекалов, С.В. Сумароков. – М. : Анахарсис, 2009. – 304 с. 48. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологий / И.П. Норенков, П.К. Кузьмик. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 320 с. 49. Опыт внедрения CALS за рубежом [Электронный ресурс]. – URL : www//osp.aanet.ru/ap/2007/ap_1/3.htm 50. Основы CALS-технологий в сфере БМП : практикум / В.А. Першин, О.Б. Тихонова. – Шахты : Изд-во ЮРГУЭС, 2008. – 100 с. 51. Головко Михаил. Игры в «жизненный цикл» // Открытые системы [Электронный ресурс].-2004г.–Т.5. -Режим доступа к журн.: http://www.osp.ru/, свободный. 52. Кузнецов А.А. Тестирование и мониторинг в распределенных автоматизированных системах технологического управления // Вычислительные технологии. 2009. Т. 14. No 4. С. 57-69 53. Разработка алгоритмов передачи информации об экземпляре изделия между PDM и MES системами Ёрбекова Ш.Ё, Бобошеров Ё.Д. 54. Хорьков К.А., Хорьков А.К. Электромеханические системы. Часть 1. – Томск: Изд-во ТПУ, 1999. 55. Ю. Федоров. Справочник инженера по АСУ ТП: проектирование и разработка. Изд-во «Инфра-Инженерия». 2008 г., стр.925.. 56. Уткин В.Б., Балдин К.В. Информационные системы и технологии в экономике: учебник для вузов. – М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 335 с.