Введение к работе
Актуальность темы
Успешно развиваются и выигрывают в конкурентной борьбе сегодня только те предприятия, которые применяют в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ). Развитие и эффективное использование информационных ресурсов и новых ИТ является весьма актуальной проблемой.
На многих отечественных предприятиях на сегодняшний день преобладают устаревшие подходы к организации производства, не позволяющие с системных позиций рассматривать взаимосвязь и влияние этапов конструк-торско-технологического проектирования, материального и календарного планирования и непосредственно самого производства на сроки разработки продукции, ее себестоимость и качество. На предприятиях существуют: многочисленные АСУ, роль которых сводится к простейшим функциям (учетным, отчетным и др); конструкторские САПР, заменившие кульман на экран дисплея; технологические САПР, облегчающие подготовку технологической документации и т.д. Все эти средства создавались в различное время, на различных вычислительных платформах, в различных языковых средах, и, как правило, несовместимы между собой, что предопределяет их автономное использование.
Эффект от внедрения новых технологий в традиционной технологической среде предприятия сравнительно невелик. Существенный выигрыш может дать только создание в рамках предприятия единого информационного пространства (ЕИП) или интегрированной информационной системы (ИИС), охватывающей все этапы жизненного цикла (ЖЦ) выпускаемой этим предприятием продукции. Идея ИИС и информационной интеграции стадий ЖЦ стала базовой при выработке подхода CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support), служащего для непрерывного сопровождения и информационной
f ОС НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА С.ПгтерСу?г /*__q
-П-
поддержки всех этапов жизненного цикла изделий..
В единой информационной системе промышленного предприятия информационная база, создаваемая на этапе конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП), служит, помимо обеспечения конструкторской деятельности, исходной основой для функционирования технологической подготовки производства, планирования и оперативного управления производством. Поэтому построение эффективной системы автоматизации КТПП в едином информационном поле промышленного предприятия является одной из первоочередных и наиболее актуальных задач.
При адаптации зарубежных комплексных автоматизированных систем к действующей системе управления на российских предприятиях зачастую возникают проблемы, решение которых требует материальных затрат, значительно превышающих первоначальную стоимость этих программных средств.
На отечественном рынке программных продуктов в последнее время появились программные системы, разработанные в соответствии с CALS-концепцией, но внедрение этих продуктов сдерживает отсутствие конкретных методик и технологий для реализации комплексного подхода к автоматизации, программ внедрения и внедренческого сервиса.
Цели и задачи работы заключаются в исследовании, разработке и практической реализации методологии, методов и алгоритмов комплексной автоматизации этапов проектирования, конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) и управления и создание на их базе интегрированной информационной системы трансформаторного производства (ИС ТП) по разработке и производству силовых и преобразовательных трансформаторов.
Решаемые в диссертации задачи:
1. Анализ существующих процессов КТПП, материально-технического обеспечения и управления производством для оценки источников, объемов и
форм представления в ИИС с целью конкретизации состава прикладных задач и структуры данных.
2. Разработка функциональных моделей (ФМ) «Как есть» и «Как
должно быть» перечисленных процессов, отражающих их совершенствование
на основе применения ИИС и CALS-технологий. Формулирование рекомен
даций по оптимизации процессов КТПП и по структурной реорганизации
конструкторско-технологических подразделений с целью существенного со
кращения сроков КТПП.
3. Создание на основе общей базы данных предприятия интегрирован
ной САПР силовых и преобразовательных трансформаторов, состоящей из
четырех взаимосвязанных частей:
расчетное проектирование (САПР-Р), конструкторское проектирование (САПР-К), проектирование техпроцессов (САПР-Т),
технологическая подготовка производства и расчетно-аналитическая технологическая информация (АСТПП).
-
Отработка информационного взаимодействия интегрированной САПР с действующей на ОАО «Уралэлектротяжмаш» автоматизированной системой управления производством АСУП.
-
Создание ИС ТП со сквозным циклом: конструирование - технологическая подготовка производства - материально-техническое снабжение — планирование и производство.
Методы исследований включают общую теорию систем, теорию баз данных, теорию принятия решений, системный анализ, теорию систем автоматизированного проектирования, математические методы, методы объектно-ориентированного анализа и проектирования программных систем.
Интеграция автоматизированных систем выполнена в соответствии с требованиями CALS-концепции, утвержденной Министерством промышлен-
ности, науки и технологий Российской Федерации. Научная новизна
1. Разработана методология создания единой информационной среды для
проектирования и производства силовых и преобразовательных трансформа
торов, отличающаяся от имеющихся учетом интеграционных решений для
систем проектирования, подготовки производства и управления.
2. Разработана оригинальная методика расчетно-аналитического получения
технологической информации, отличающаяся рациональной организацией
взаимодействия конструкторов и технологов на основе единого методиче
ского, организационного и информационного обеспечений. В методике опти
мизированы технологии процессов ТПП и автоматизированы следующие
процедуры:
получения расцеховок на базе предопределенных маршрутов;
автоматизированного выбора и расчета покрытий деталей и узлов;
расчета размеров заготовок деталей и их норм расхода на основе передаваемых из CAD-системы габаритных размеров деталей и данных базы знаний о технологических припусках;
получения перечня и расчета расхода вспомогательных материалов.
3. Предложены новые математические модели, на основе которых произ
веден расчет параметров силовых и преобразовательных трансформаторов в
рамках расширения матрично-топологической теории.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту
-
Методология создания единой информационной среды для проектирования и производства силовых и преобразовательных трансформаторов на основе интеграции систем проектирования, подготовки производства и управления.
-
Методика расчетно-аналитического получения технологической информации и комплекс алгоритмов и программ автоматизации технологической
подготовки производства
3. Математические модели трансформаторов на основе теории расширенных топологических матриц.
Практическая значимость
Разработанная информационная система ИС ТП внедрена в трансформаторном производстве ОАО «Уралэлектротяжмаш».
Разработанные методология, методы и алгоритмы комплексной автоматизации могут быть использованы разработчиками информационных систем крупных электро- и машиностроительных предприятий с многономеклатур-ным наукоемким производством для существенного сокращения сроков подготовки производства и повышения конкурентоспособности изделий.
Разработанная в работе методология создания единой информационной среды для проектирования и производства используется на ОАО «Урал-трансмаш», ОАО «Пневмостроймашина» (г.Екатеринбург), ОАО «Белэнерго-маш» (г.Белгород).
Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 15 семинарах и научно-технических конференциях по энергетике и электротехнике, трансформаторостроению, автоматизированному проектированию и компьютерным технологиям.
Публикации Содержание работы отражено в 15 печатных работах.
Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и шестнадцати приложений. Объём работы составляет 252 страницы сквозной нумерации, в том числе 195 страниц основного текста и 52 страницы приложений, список литературы из 71 наименования на 6 страницах, 117 рисунков (из них 58 в прил.), 29 таблиц.
