Анализ возможных путей автоматизации параллельного проектирования

УДК 004.94

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПУТЕЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

А.М. Хряпкина, А.Г. Трошина

Рассмотрены программные способы автоматизации процессов параллельного проектирования. Проведен анализ основных преимуществ программных решений.

Ключевые слова: параллельное проектирование, документооборот, автоматизация, производство.

В наше время многие предприятия находятся в поиске решений по оптимизации производства и используют в своей работе параллельное проектирование. Благодаря параллельному инжинирингу можно ускорить процесс изготовления продукции и снизить затраты.

Так как конструкторско-технологическая подготовка производства (КТПП) состоит из нескольких этапов и для оптимизации этого процесса целесообразно нескольким специалистам работать параллельно, то необходимо обеспечить сохранность и актуальность информации о продукте на каждом шаге [1].

Для разных этапов КТПП подходят различные системы. Так, на этапе конструирования используются системы для проектирования, для решения задач инженерного анализа применяются системы CAE, предоставляющие возможности для расчета, анализа и симуляции физических процессов, для автоматизации разработки управляющих программ для станков с ЧПУ используются CAM-системы, кроме того используются системы для автоматизации подготовки технологических процессов. Для объединения данных, получаемых на каждом этапе КТПП, и передачи их на следующий этап необходима соответствующая система автоматизации [2].

Базовые функциональные возможности PDM-систем охватывают следующие основные направления: управление хранением данных и документами; управление потоками работ и процессами; управление структурой продукта; автоматизация генерации выборок и отчетов; механизм авторизации [3].

Правильный выбор PDM-системы является одним из наиболее важных вопросов для предприятий. В настоящее время существует сотни как интегрированных, так и автономных PDM-систем. Выбор PDM-системы зависит от множества факторов, как от имеющихся на предприятии систем для автоматизации КТПП, от требуемого функционала из-за специфики решаемых задач, а также от финансовых возможностей предприятия [4].

Рассмотрим несколько наиболее популярных программных продуктов, предназначенных для автоматизации параллельного проектирования.

267

1. «Lotsia PDM PLUS» [6] - это автоматизированная система управления информацией об изделии. Данная система ориентирована на групповое параллельное проектирование, а так же производство и сопровождение технических сложных систем. Она соответствует требованиям стандартов единой системы конструкторской документации, системы проектной документации строительства, а так же поддерживает международные стандарты ISO 9000, STEP и 10007.

Lotsia PDM находит широкое применение на предприятиях. С 1997 года и по настоящее время она была внедрена на более чем 400 предприятиях в самых различных областях. Это доказывает то, что продукт является универсальным и гибким решением по сравнению со своими конкурентами.

Данная система реализована с помощью технологии «клиент-сервер». Благодаря этому, обеспечивается защита от несанкционированного доступа, появляется возможность одновременной работы нескольких пользователей. Скорость работы при этом не замедляется.

К основным характеристикам системы относятся:

- быстрое получение отчетов по отдельным этапам или по всему производству;

- автоматизация предприятий различного профиля (машиностроение, конструкторские бюро и т.д.);

- поддержка справочников и нормативов в масштабах целой организации;

- разграничение прав доступа к документам;

- защита данных;

- возможность управления документами на всех этапах разработки;

- контроль сроков;

- интеграция с аппаратными средствами;

- история изменения проекта и т.п.

Данным программным продуктом могут пользоваться различные специалисты производства: конструктор, инженер, руководящий состав предприятия и т.д.

2.«EuclidDesignManager» [8] - это PDM-система, ориентированная на обеспечение информационной поддержки определенных групп разработчиков, таких как конструкторы, технологи и др.

Она обеспечивает функциональность на уровне отдельного подразделения. Система требует интеграции с корпоративной информационной системой организации.

В состав программы входит модуль Vault. Он обеспечивает доступ ко всем документам и метаданным, которые есть в системе. Все версии деталей идентифицируются. Номера версий могут задаваться автоматически или могут задаваться пользователем. Управление документами по сети происходит с прозрачным доступом пользователей.

268

Взаимодействие с операционной средой изолированно от пользователя. Утилиты программы обеспечивают: перенос и трансляцию данных, администрирование, средства визуализации. Автоматический поиск и доставка файлов осуществляется с помощью транспортных механизмов. При передаче данных от одного приложения к другому - они конвертируются.

К основным функциям системы Design Manager относятся:

- управление версиями проектов;

- управление потоками данных;

- защита информации;

- управление взаимодействием разработчиков проекта;

- конфигурирование и адаптация системы.

Продукт выполняет функции слежения за состоянием проекта, координации и синхронизации, параллельно выполняемых процедур разными исполнителями.

3. «ЛОЦМАН: ПГС» [7] - система автоматизации управления основными производственными процессами. На основе нее строятся планы работ, управления задачами, электронный документооборот и архив.

Компания АСКОН разработала простой в использовании и внедрении программный продукт, который при этом эффективно и быстро прине-сощутимые результаты сразу после внедрения. Создатели отказались от универсального подхода. Каждая область проектирования должна получить тот инструмент, который соответствует ее потребностям и сложившимся принципам работы.

ЛОЦМАН: ПГС обеспечивает полноценный процесс коллективной работы над проектом. Он поддерживает технологии сквозного проектирования: результаты и информация текущего этапа проектирования доступны всем участникам проекта и они сразу передаются на все последующие этапы. Также система поддерживает ссылочную целостность. Происходит отслеживание изменения файлов в режиме реального времени. Участники процесса проектирования могут контролировать собственные изменения файлов и других участников своей команды.

Одним из важных организационных процессов является согласование и подписание документации проекта. В ЛОЦМАН: ПГС согласование может проходить у всех участников процесса одновременно, сокращая при этом затраты. На все документы ставится электронно-цифровая подпись (ЭЦП) с указанием роли подписанта.

Основными преимуществами системы являются:

- поддержка сквозного проектирования;

- подлинность электронных документов;

- наличие редактора для создания пояснительных записок;

- версионность документов и их сравнение;

- планирование работ;

- формирование электронного архива;

269

- адаптация под расширение списка задач пользователей.

Кроме вышеперечисленных преимуществ, следует отметить, что ЛОЦМАН: ПГС обладает удобным, интуитивно понятным интерфейсом, простотой внедрения, а также возможностью интеграции с любыми системами автоматизированного проектирования.

4. «Вертикаль» [5] - это система автоматизированного проектирования технологических процессов. Она, так же как и ЛОЦМАН, создана компанией «АСКОН».

Вертикаль поддерживает бизнес-процессы электронного документооборота. Система предоставляет интеллектуальный подход к организации данных технологических процессов, основанных на объектной модели предоставления и организации технологических баз данных. В системе присутствует открытая архитектура, которая основана на компонентах ActiveX.

По сравнению с вышеперечисленными системами «Вертикаль» является более узкоспециализированным программным продуктом.

К основным функциям системы относятся:

- расчет режимов резания, сварки и других технологических параметров;

- автоматическое формирование необходимых комплектов технологической документации (соответствует ГОСТ);

- параллельное проектирование сложных и сквозных технологических процессов группой технологов (происходит в режиме реального времени);

- формирование заказов на проектирование специальных средств техоснащения;

- поддержание актуальной информации при помощи процессов управления измерениями и т. д.

Использование «Вертикали» позволяет ускорить работу технологического отдела. В системе охвачено большое количество технологических работ, а также организован электронный архив техпроцессов.

Можно считать, что «Вертикаль» является одной из ступеней к созданию единого информационного пространства предприятия.

Благодаря интеграции САПР «Вертикаль» и ЛОЦМАН: PLM , Ком-rn^D и других систем компании АСКОН, решаются задачи создания единого электронного пространства для совместной разработки продукции, а также подготовки производства.

В результате этого электронное описание продукта содержит в себе полную информацию, которая необходима для поддержания всех этапов жизненного цикла изделия. На этапе подготовки производства происходит накопление данных о результатах конструкторско-технологического проектирования и обмен информацией между инженерными службами предприятия.

У всех из рассмотренных выше автоматизированных систем есть свои преимущества. Без учета специфики запросов конкретного предприятия наиболее предпочтительной системой представляется Lotsia PDM PLUS. Ее можно использовать на предприятиях различного профиля. В ней организован защищенный документооборот, пользователи системы имеют различные уровни доступа. К одному из главных качеств системы Lotsia PDM PLUS относится контроль сроков выполнения задач. Это поможет исключить варианты просрочек на каждом этапе проектирования и ускорит создание продукции.

Однако при учете специфики разрабатываемых проектов, а также организации работ и имеющегося на предприятии программного и аппаратного обеспечения этот выбор может быть не так очевиден. Для правильного подбора решения необходимо выполнить анализ деятельности различных структур предприятия в рамках параллельного проектирования. Одним из методов анализа может являться моделирование. Для моделирования систем, с постоянно поступающими на вход заявками - различными документами КТПП, может быть использован аппарат моделирования систем массового обслуживания, например, сети Петри.

Принципиальная схема процесса КТПП при условии применения параллельного проектирования представлена на рисунке.

Основными состояниями системы являются: P1 - этап разработки технического предложения; P2 - этап разработки эскизного проекта; P3 -этап разработки технического проекта; P4 - рабочая КД; P5 - этап разработки технологии; P6 - этап разработки СТО; P7 - этап разработки ТП; P8 - этап разработки материальных норм; P9 - этап разработки маршрутов расцеховки; P10 - передача информации АСУП; P11 - передача информации производству; P12 - предложения об изменении от производства.

Сеть Петри КТПП с параллельным проектированием и граф достижимости сети

271

Выполнение событийной модели в сетях Петри описывает поведение системы. Анализ результатов выполнения может сказать о том, в каких состояниях пребывала или не пребывала система, какие состояния в принципе не достижимы. Кроме того, применение математического аппарата из теории массового обслуживания позволит оценить основные параметры функционирования системы (среднее время ожидания требованием начала обслуживания в системе, средняя дина очереди, коэффициент простоя канала и т.д.) и сделать выводы о наиболее проблемных этапах КТПП. На основании проведенных исследований можно будет сформулировать требования к PDM-системе и сделать обоснованный выбор.

Список литературы

1. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / Г.К. Горанский [и др.]. М.: Машиностроение, 1976.

2. Головицына М. Интеллектуальные САПР для разработки современных конструкций и технологических процессов. 2016. 250 с.

3. Соломенцев Ю.М. Конструкторско-технологическая информатика и автоматизация производства. М.: Станкин, 1992. 127 с.

4. Чернов В.Н. Системы электронного документооборота. М.: РАГС, 2009. 161 с.

5. Вертикаль [Электронный ресурс] // АСКОН [сайт]. URL: http://machinery.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=8&prpid=420 (дата обращения 26.04.2016).

6. Лоция софт [Электронный ресурс] // Лоция софт [сайт]. URL: http://www.lotsia.com (дата обращения 26.04.2016).

7. Лоцман: ПГС [Электронный ресурс] // Лоцман: ПГС [сайт]. URL: http://pdmonline.ru (дата обращения 26.04.2016).

8. Euclid Design Manager [Электронный ресурс] // URL: http://www.m2.com/m2/web/story.php/1999852568440080DDE88025683C003 163A3 (дата обращения 26.04.2016).

Хряпкина Александра Михайловна, магистрант, aleksandra005@,mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Трошина Анна Геннадьевна, канд. техн. наук, доц., atroshina@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ANALYSIS OF POSSIBLE WAYS OF AUTOMATION OF CONCURRENT ENGINEERING

A.M. Hryapkina, A.G. Troshina 272

Program methods of automation of processes of concurrent engineering are considered. The analysis ofprimary benefits of software solutions is made.

Key words: concurrent engineering, document flow, automation, production.

Hryapkina Alexandra Mikhailovna, magistrant, aleksandra005amail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Troshina Anna Gennad'evna, candidate of technical sciences, docent, atroshi-na@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 004.891.1

ОЦЕНКА ДИСЦИПЛИНАРНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ

А.А. Фомичев, З.Ю. Филиппова

Предложены модель и алгоритм оценки дисциплинарных компетенций и формирования профессиональной пригодности студента в рамках компетентностного подхода. В основу предложенного алгоритма положены экспертные методы системного анализа. Модель и алгоритм протестированы для студенческой группы по итогам освоения программы бакалавриата.

Ключевые слова: компетенция, компетентностная модель, экспертный метод, ранжировка, профессиональная пригодность.

На современном этапе развития общества необходимость подготовки высшими учебными заведениями грамотных и высококвалифицированных специалистов не вызывает никаких сомнений. При этом актуальными остаются такие проблемы высшего профессионального образования (ВПО), как проблема повышения конкурентоспособности и привлекательности высшего образования, проблема мобильности студентов на рынке труда, проблема оценки качества обучения, проблема трудоустройства.

С момента вхождения России в Болонский процесс была поставлена задача освоения компетентностного подхода и переориентации государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) на проектирование результатов образования с использованием компетенций. Под компетенцией понимается способность индивидуума применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности в определенной области, его социальная адаптация (умение работать в коллективе) и профессиональный опыт [1]. В настоящее время происходит переход системы ВПО на ФГОС третьего поколения, основу которого составляет компетентностная модель [2].

273