Лекции по дисциплине информационные технологии в машиностроении. условия реализации программы дисциплины. Наиболее востребованные IT-решения и оборудование применяемые в машиностроительной промышленности

Если раньше каждый пользователь должен был сам программировать алгоритмы в своей профессиональной деятельности, то сегодня "кустарное" программирование стало ненужным. Его заменяет знание и умение пользоваться существующими информационными технологиями в каждой профессиональной области. И это в первую очередь касается специалистов в области машиностроения и металлообработки. В ней созданы системы автоматического проектирования, такие, как AutoCAD, КОМПАС-3D, системы автоматизированного проектирования технологических процессов (CAM), технологии обеспечения жизненного цикла изделия от маркетинга до утилизации отслужившего свой срок изделия или детали (CALS).

До изобретения компьютеров все проектирование новых изделий велось по так называемой бумажной технологии. Любое конструкторское бюро представляло собой зал с рядами чертежных столов - кульманов, за которыми конструкторы разрабатывали чертежи нового изделия на бумаге. Далее эти чертежи копировали на кальку и затем размножали их. Вся документация хранилась на бумаге. Все инженерные расчеты производились с помощью арифмометров и логарифмических линеек. При изготовлении опытных образцов изделий и их серийном производстве наладка станков производилась вручную. Далее производились натурные испытания изготовленных опытных образцов. По их результатам вносились необходимые изменения в конструкцию, корректировались чертежи и начиналась подготовка к серийному выпуску изделия.

С изобретением компьютеров многие этапы создания новых изделий подверглись коренным изменениям. Стало возможным перейти на безбумажную технологию. Компьютер, оснащенный соответствующими программами, совместно с принтером, плоттером и графическим планшетом (дигитайзером) заменил собой кульман, бумагу, карандаш, арифмометр и логарифмическую линейку. При этом компьютер позволил автоматизировать и значительно ускорить инженерные расчеты.

Примером может служить автоматизированный расчет зубчатой передачи с помощью программы Microsoft Excel. Исходными данными служат передаточное число и модуль данной передачи. Формулы расчета вводятся в соответствующую строку таблицы Excel. Введя в формулы значения передаточного числа и модуля, получаем полный расчет всех параметров зубчатой передачи любого типа.

Другим, гораздо более сложным примером может служить расчет лопаток паровой турбины, требующий привлечения компьютеров большой производительности.

Использование современных компьютерных технологий позволяет существенно сократить длительность проектно-конструкторских работ, по-новому реализовать проектные процедуры и в результате получить более эффективные технические решения.

Аппаратное обеспечение автоматизированных рабочих мест (АРМ) для работников самых различных профессий мало отличается друг от друга. Его основой является профессиональный компьютер. Главное различие состоит в их программном обеспечении, которое и отличает, например, АРМ инженера-проектировщика от АРМ инженера-технолога.

Новейшие компьютерные технологии позволяют организовать автоматизированное рабочее место конструктора-проектировщика. Базовыми программными продуктами АРМ конструктора-проектировщика являются операционная система Microsoft Windows и универсальная графическая платформа AutoCAD 2004 фирмы Autodesk.

Системы автоматизированного проектирования (САПР), называемые в английском переводе CAD-системами (Computer Aided Design), применяются для решения разнообразных инженерных и конструкторских задач. К наиболее популярным следует отнести мощную систему машинного проектирования AutoCAD фирмы Autodesk, используемую для создания чертежей.

Применение САПР-технологий позволяет сократить время на выполнение проекта и выпуск изделий, уменьшить возможные ошибки, повысить качество конструкторской документации, а при использовании программно-управляемого оборудования - готовить необходимые для этого данные в нужном формате. Полный спектр задач, решаемых с помощью САПР, чрезвычайно богат, и программ, предназначенных для этого, разработано достаточно много.

Для эффективной работы с программами САПР лучше применять монитор с большим размером экрана. Для получения твердой копии результатов работы (чертежи, схемы) обычно используются плоттеры, позволяющие работать с большими форматами бумаги.

AutoCAD - это графическое ядро систем автоматизированного проектирования (САПР). Богатые функциональные возможности, широкие возможности программирования, связь с базами данных, большой выбор совместимых периферийных графических устройств фактически сделали графический пакет AutoCAD мировым промышленным стандартом в своей области. Выпускаются версии программы для различных платформ и под различные операционные системы. Программа совместима со всеми выпускаемыми видами принтеров и плоттеров.

При создании новых инженерных конструкций может применяться математическое моделирование (машинный эксперимент) - моделирование реально существующих объектов, осуществляемое средствами языка математики и логики с помощью компьютера.

Математическое моделирование основано на создании и исследовании на компьютере математической модели реальной системы - совокупности математических соотношений (уравнений), описывающих эту систему. Уравнения (математическая модель) вместе с программой их решения вводят в компьютер и, имитируя различные значения входных (по отношению к исследуемой системе) сигналов и условий работы системы, определяют величины, характеризующие поведение системы.

Математическое моделирование, в отличие от материального (экспериментального, предметного), является теоретическим, происходящим только в компьютере, а не в реальности. Оно позволяет обойтись без сложного, дорогого или опасного эксперимента, например при создании автомобилей, самолетов, локомотивов.

Математическое моделирование процесса или явления не может дать полного знания о нем. Это особенно существенно в том случае, когда предметом математического моделирования являются сложные системы, поведение которых зависит от значительного числа взаимосвязанных факторов различной природы. Поэтому иногда математическое моделирование дополняют созданием натуральной модели.

Система трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства. Задача, решаемая системой, - моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство. Чертежный редактор "КОМПАС-График" предоставляет широчайшие возможности автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях промышленности. Он успешно используется в машиностроительном проектировании, при проектно-строительных работах, составлении различных планов и схем.

На смену информационной поддержке отдельных этапов создания инженерных конструкций в конце 20-го века пришла идеология ведения бизнеса CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support) или, в более современном изложении, PLM (Product Lifecycle Management). За термином "жизненный цикл" ("Lifecycle") стоят два понятия - "маркетинговый жизненный цикл" (МЖЦ) и "функциональный жизненный цикл" (ФЖЦ). МЖЦ имеет отношение к поведению определенного вида продукции на рынке и завершается моральным износом и снятием с производства, а ФЖЦ связан с функциональным предназначением изделия и завершается физическим износом и утилизацией. Примером могут служить персональные компьютеры. Маркетинговый жизненный цикл систем на базе Pentium II закончился, но физически их успешно продолжают эксплуатировать во многих организациях.

Понятие "жизненный цикл" включает в себя следующие этапы: маркетинг, проектирование, производство, продажи, поставки и эксплуатацию. Примером применения понятия "жизненного цикла" в нашей стране может служить его использование в крупнейшем авиастроительном комплексе "Сухой". Он охватывает четыре основных этапа: проектирование, производство, послепродажное обслуживание и утилизация.

Рис. 12.11.

Сегодня производство сложных машинотехнических изделий стало невозможным без обеспечения информационной поддержки на всех стадиях их жизненного цикла. Информационная поддержка - это целый комплекс вопросов, включающий автоматизацию процессов проектирования, обеспечение технологических процессов производства, автоматизацию управленческой деятельности предприятий, создание электронной эксплуатационной документации, внедрение автоматизированных систем заказа запасных частей и т. д.

Важную роль в жизненном цикле играет маркетинг (англ. marketing, от market - рынок) - система управления, основанная на комплексном анализе производственно-сбытовой деятельности и воздействия на нее с целью получения прибыли.

Маркетинг возник как вид управленческой деятельности во второй половине XX века. Но если вначале он применялся исключительно в целях сбыта произведенной продукции, то со второй половины 1970-х гг. он становится элементом стратегического управления фирмой, философией бизнеса. Отсюда новая концепция маркетинг-менеджмента, то есть построения всей управленческой деятельности фирмы.

Маркетинг включает товарную, ценовую политику, а также политику продвижения товара и продаж.

Основными принципами современного маркетинга являются: производство продукции, основанное на точном знании потребностей покупателя, рыночной ситуации и реальных возможностей фирмы; эффективное решение проблем потребителя; нацеленность фирмы на долгосрочный коммерческий успех; активное воздействие на формирование потребностей на рынке.

Проектирование и производство неразрывно связаны между собой. Конструктор разрабатывает геометрию изделия, устанавливает технические требования и оформляет конструкторскую документацию, а технолог обеспечивает изготовление изделия с учетом специфики производства, технических процессов и оборудования.

Электронное описание изделия дает исчерпывающее описание спроектированного изделия и фактически заменяет бумажную конструкторскую документацию. На его основе появляется возможность автоматизировать планирование технологических процессов. Таким образом, выполняется еще один принцип CALS - принцип безбумажного представления информации.

В фирме "Сухой" ОКБ "Сухой" находится в Москве, а основные заводы-производители в Комсомольске-на-Амуре, Иркутске и Новосибирске. При такой географической удаленности друг от друга их согласованная работа обеспечивается средствами сети Интернет и защиты информации.

Организация технологического процесса изготовления опытных образцов и серийного производства изделий осуществляется с помощью систем автоматизированного проектирования технологических процессов, так называемых САМ-систем (Computer Aided Manufacturing). Они обеспечивают наиболее рациональный выбор станочного оборудования, инструментов и режимов обработки деталей.

Комплексные решения при этом базируются на передовых технологиях гибридного моделирования, интегрированных средствах электронного документооборота, а также на широком спектре специализированных модулей, среди которых важное место занимают программы для виртуального моделирования процессов механической и электроэррозионной обработки с выходом на станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

Современные металлообрабатывающие станки и многооперационные обрабатывающие центры оснащены числовым программным управлением (ЧПУ). Это управление обработкой заготовки на станке по программе, заданной в цифровой форме. Устройство ЧПУ выдает управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с программой и информацией о состоянии управляемого объекта. Станки с ЧПУ сочетают высокую производительность, присущую станкам-автоматам, с гибкостью, быстротой переналаживания на другие режимы работы, что характерно для универсальных станков. Обрабатывающий центр оснащен инструментальным магазином большой емкости и устройствами для автоматической смены инструмента. Станок позволяет вести комплексную механическую обработку большого числа поверхностей заготовки различными способами - точением, фрезерованием, сверлением и др.

В современном машиностроении и приборостроении происходит усложнение выпускаемой продукции, номенклатура ее увеличивается, а серийность производства уменьшается. Это ведет к значительному увеличению объемов и сроков выполнения работ в сфере конструкторско-технологической подготовки производства. Требования рыночной экономики заставляют предприятия постоянно улучшать потребительские свойства и качество изделий, а сроки их выпуска максимально сокращать.

Это вызвало к жизни концепцию сквозного цикла проектирования и производства "от идеи до металла". Суть ее состоит в том, что компьютерные системы и оборудование должны рассматриваться как единый информационный технологический процесс на всем протяжении от проектирования до изготовления изделий. Сквозной цикл состоит из блоков САD/САМ/САЕ/PDM. САМ-системы являются частью этой более общей концепции.

Кроме трехмерных (виртуальных) моделей на экране монитора компьютера современные информационные и лазерные технологии дают возможность создавать "твердые" модели отдельных деталей из светочувствительного пластика. Эта технология носит название "лазерная стереолитография". Она основана на использовании фотополимеризации лазерным излучением.

Сначала по проекту конструктора создается компьютерная (виртуальная) модель, которая через минимальное время может быть воплощена в виде реальной модели. Производятся все детали для сборки. Собранную модель можно покрасить, проверить возможность установки и размещения электронных компонентов, оптики, эргономику, предъявить для утвержения дизайна заказчиком и т.д.

Пластиковая модель легко поддается обработке, покраске, металлизации. Модель может быть использована для проверки идей конструктора, использоваться на презентациях, в маркетинговых акциях и т.п.

Области применения лазерной стереолитографии:

• изготовление оснастки для разных видов литья;
• точное литье по сплошным выжигаемым моделям.

Лазерная стереолитография позволяет создавать детали самой сложной формы с максимальными размерами 250x250x250 мм.

Сначала объемный виртуальный образ делят на набор послойных изображений тонких сечений (0,1-0,2 мм). В ванну, наполненную фотополимеризующейся жидкостью, помещают плоскую подставку, на которой впоследствии появится объект, так, чтобы она была погружена на толщину формируемого слоя (те самые 0,1-0,2 мм). Затем поверхность жидкости обрабатывают лучом лазера, и в тех местах, которые он облучает, образуются твердые участки. Так возникает нижний слой модели. Платформу чуть притапливают и формируют второй слой. Операцию повторяют до тех пор, пока модель не будет целиком готова.

Важную роль в машиностроении играет логистика (от англ. logistics - материально-техническое снабжение) - контроль за всеми видами деятельности, связанными с закупкой ресурсов для производства и доставкой готовой продукции покупателю, включая необходимое информационное обеспечение этих процессов. Логистика также координирует взаимоотношения всех членов системы снабжения и распределения. К непосредственным функциям логистики относятся: транспортировка, складирование, сбор заказов, распределение продукции, упаковка, сервисное обслуживание.

Система логистики включает логистику на входе и логистику на выходе. Первая управляет всеми операциями с сырьем и материалами, начиная с выбора поставщика и заканчивая возвратом некачественного сырья; вторая контролирует распределение готовой продукции, включая ее доставку конечному потребителю.

Логистика используется участниками каналов товародвижения для снижения издержек, повышения качества обслуживания покупателей и поддержания объема запасов на складе на минимальном необходимом уровне.

Так информационные технологии в машиностроении и металлообработке из важного, но вспомогательного средства сегодня превратились в главную организующую силу - реальную сквозную автоматизацию производственных процессов.

Машиностроение – одна из тех отраслей, где ИТ внедряются полным ходом на большей части предприятий. ИТ участвует во всех областях промышленности: планирование, учет материальных и товарных ценностей, непосредственное управление производством и многие другие внутренние процессы, характерные для машиностроительных предприятий. Применение информационных технологий и автоматизация производственных процессов, столь высокие в этой отрасли по сравнению с другими, объясняется в первую очередь высокой конкуренцией. Совершенствование и автоматизация способов и методов производства и является гарантией успешности предприятия.

Конечная цель ИТ-проектов автоматизации производства очевидна и связана с необходимостью не только получать на любом уровне оперативную и актуальную информацию для принятия эффективных и своевременных решений, но и заботиться о снижении себестоимости и улучшении качества продукции, а также об оптимизации производства. Прежде многие ИТ-задачи решались собственными силами, при этом квалифицированных кадров, способных разобраться с пробелами автоматизации в целом, не хватало - в результате автоматизация проводилась локально, то есть компьютеризировались лишь отдельные рабочие места, остальные же сотрудники действовали по старинке. Сегодня же для решения комплексных задач автоматизации машиностроительных предприятий применяются такие продукты, как "1С", "Компас", "Парус", SiteLine, "Галактика ERP", IFS Applications, а также бизнес-решения Microsoft, SAP и Oracle.

Решения для проектирования и дизайна, используемые в различных отраслях промышленности, включая машиностроительную, электромеханическую, автомобильную производство промышленного оборудования и потребительских товаров. Многие продукты основаны на технологии цифровых прототипов. К решениям этого сегмента относятся: Autodesk Inventor, продукты семейства Autodesk Alias, AutoCAD Electrical, AutoCAD Mechanical, Autodesk Vault и др.

Autodesk Inventor - базовое решение на основе параметрического 3D моделирования для промышленности. Программа позволяет проектировать, визуализировать и моделировать различные трехмерные объекты в цифровой среде. В результате получается так называемый «цифровой прототип», свойства которого полностью соответствуют свойствам будущего физического прототипа вплоть до характеристик материалов.

AutoCAD Mechanical и AutoCAD Electrical - cпециализированные решения для промышленности на основе AutoCAD, предназначенные для проектирования механических и электрических систем соответственно. Содержат дополнительные инструменты и библиотеки компонентов, ориентированные именно на использование в машиностроительных отраслях.

Autodesk Showcase - продукт, предназначенный для создания трехмерных визуализаций на основе данных САПР.

Аutodesk SketchBook Pro - приложение для рисования и черчения, разработанное специально для использования с цифровыми планшетами и планшетными ПК.

Autodesk Alias - семейство программ (Alias Sketch, Alias Design, Alias Surface и Alias Automotive), предназначенных для моделирования поверхностей и дизайна внешнего облика промышленных изделий сложной формы.

Autodesk Algor Simulation и Autodesk Moldflow - инструменты для расчета и моделирования деталей и сборок конструкций на основе цифрового прототипа, а также процесса их литья.

Autodesk Vault - семейство программ (Vault Manufacturing и Vault Workgroup) на основе технологии цифровых прототипов для управления проектами в рабочей группе.

Autodesk Inventor Publisher - решение, предназначенное для создания технических инструкций и документации на продукцию на основе того же цифрового прототипа, что был использован в ходе проектирования.

ИТ используют не только при проектировании изделия и разработках тпп, но и в управленческой структуре, бухгалтерии и управление персоналом. Так широко используют отраслевые ERP (планирование ресурсов предприятия ), семейство программ "1С: Предприятие", с помощью которых автоматизируются складские операции, продукты SAP, которая занимается разработкой автоматизированных систем управления такими внутренними процессами предприятия, как: бухгалтерский учет, торговля, производство, финансы, управление персоналом, управление складами, и т. д. Поэтому ИТ в машиностроении являются основополагающими, которые упрощают весь процесс промышленности.

2. Жизненный цикл изделия (продукции) - это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.

Этот цикл проходит последовательно этапы, которые могут называться по разному, но содержание этапов остается одинаковым. ЖЦИ образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и носит итерационный характер. Реализованные этапы, начиная с самых ранних, могут циклически повторяться что, из-за изменения требований и/или внешних условий, введения дополнительных ограничений и т.п. приводит к изменениям в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах. Применяется по отношению к продукции с высокими потребительскими свойствами и к сложной наукоёмкой продукции высокотехнологичных предприятий.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

По дисциплине: Перспектива развития машиностроения

На тему: Информационные технологии в машиностроении

Владимир 2006 г.

Введение

3.1 Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления

Заключение

Литература

Введение

В рыночной экономике независимые, самостоятельные производители товаров и услуг, а также все те, кто обеспечивает непрерывность цикла "наука - техника - производство - сбыт - потребление" не смогут успешно действовать на рынке, не имея информации. Предпринимателю нужна информация о других производителях, о возможных потребителях, о поставщиках сырья, комплектующих и технологии, о ценах, о положении на товарных рынках и рынках капитала, о ситуации в деловой жизни, об общей экономической и политической конъюнктуре не только в собственной стране, но и во всем мире, о долгосрочных тенденциях развития экономики, перспективах развития науки и техники и возможных результатах, о правовых условиях хозяйствования и т. п. В связи с этим целесообразно проанализировать информационный рынок, значительная часть услуг которого относится к сфере деловой информации.

В развитых странах значительная часть информационной деятельности в течение последних двух десятилетий вовлечена в рыночные отношения и выступает в качестве одного из важнейших элементов рыночной инфраструктуры по обслуживанию, реализации и развитию рыночных отношений, а также как самостоятельный специализированный сектор рынка, на котором предлагаются особые продукты и услуги.

Современный информационный рынок включает три взаимодействующих области: - информацию; - электронные сделки; - электронные коммуникации.

В области электронных сделок рынок информации выступает непосредственным элементом рыночной инфраструктуры, область электронной коммуникации находится на стыке с отраслью связи, а информация, относится к нематериальному производству.

Рынок электронных сделок (операций, transactions) включает системы резервирования билетов и мест в гостиницах, заказа, продажи и обмена товаров и услуг, банковских и расчетных операций.

На рынке электронных коммуникаций можно выделить различные системы современных средств связи и человеческого общения, технологий машинного производства: сети передачи данных, электронную почту, телеконференции, электронные доски объявлений и бюллетени, сети и системы удаленного диалогового доступа к базам данных и т. п.

1. Понятие информационной технологии

1.1 Что такое информационная технология

Технология -- это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология -- это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

1.2 Этапы развития информационных технологий

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и для бытовой.

Признак деления - вид задач и процессов обработки информации

1-й этап (60 - 70-е гг.) -- обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) -- создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления -- проблемы, стоящие на пути информатизации общества

1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии 1ВМ/360. Проблема этого этапа - отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

3-й этап (с начала 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его решений. Проблемы- максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.) - создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

* выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

* организация доступа к стратегической информации;

* организация защиты и безопасности информации.

Признак деления -- преимущество, которое приносит компьютерная технология

1 -й этап (с начала 60-х г.г..) характеризуегся довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллектив-ное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая - плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и пони-мания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем-ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Пользователь заинтересован в проводимой разработке, налаживается контакт с разработчиком, возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество.

Признак деления - виды инструментария технологии

1-й этап (до второй половины XIX в.) -- "ручная" информационная технология инструментарий которой составляли: перо. чернильница, книга Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.

2-й этап (с конца XIX в.) -- "механическая" технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме более удобными средствами,

3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) -- "электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.

Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

4-й этап (с начала 70-х гг.) -- "электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию аналитической работы. Множество объективных и субъективных факторов не позволили решить стоящие перед новой концепцией информационной технологии поставленные задачи, Однако был приобретен опыт формирования содержательной стороны управленческой информации и подготовлена профессиональная, психологическая и социальная база для перехода на новый этап развитии технологии,

5-й этап (с середины 80-х гг.) -- "компьютерная" ("новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений.

Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

1.3 Составляющие информационной технологии

Используемые в производственной сфере такие технологические понятия, как норма, норматив, технологический процесс, технологическая операция и т.п., могут применяться и в информационной технологии. Прежде чем разрабатывать эти понятия в любой технологии, в том числе и в информационной, всегда следует начинать с определения цели. Затем следует попытаться провести структурирование всех предполагаемых действий, приводящих к намеченной цели, и выбрать необходимый программный инструментарий.

Необходимо понимать, что освоение информационной технологии и дальнейшее ее использование должны свестись к тому, что нужно сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (технологию). Он может начинаться с любого уровня и не включать, например, этапы или операции, а состоять только из действий. Для реализации этапов технологического процесса могут использоваться разные программные среды.

Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям:

* обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;

* включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;

* иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

1.4 Инструментарий информационной технологии

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии.

Определим это понятие:

Инструментарий информационной технологии -- один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.) экспертные системы и т.д.

2. Становление рынка информационных технологий

1992--1993 гг. можно считать периодом активного становления информационного рынка. Происходило вымывание фирм-однодневок, ориентированных на легкие деньги, и закрепление “фирм-“тяжеловесов”, для которых информационный бизнес стал основным видом деятельности. Фирмы, которые пришли на рынок “всерьез и надолго”, определили свои приоритеты, основные направления развития, источники информации и пути сбыта информационных продуктов/услуг. Это были преимущественно деловые справочники и базы данных с информацией о производителях товаров и услуг.

Одновременно, наряду с отечественными, на российском информационном рынке появились зарубежные информационные компании -- лидеры мирового информационного рынка: “Дан энд Брэдстрит”, “Компасе” и др. Казалось, что они с легкостью вытеснят российские информационные фирмы с рынка. Во всяком случае опыт работы, профессионализм, методическая, программная, финансовая и техническая обеспеченность зарубежных информационных фирм были не то что на порядок, на несколько порядков выше российских информационных фирм -- агентств.

Когда в 1992 г. компания “Дан энд БрэдстриТ” решила открыть свое представительство в России, то ее первый десант ознакомился с несколькими информационными фирмами в России и продемонстрировал применяемые методы работы с клиентами. Пропасть между тем, что делало, например, АДИ “Бизнес-карта” и считало это информационным бизнесом, и тем, что было продемонстрировано, казалась непреодолимой, и оставалось только одно -- быстрее найти другой бизнес.

Зарубежные компании быстро сориентировались в российской действительности и не стали претендовать на лидирующие позиции. Этому есть несколько причин.

Во-первых, непрозрачность российского рынка. Компании не смогли официальным путем получать достоверные сведения об участниках рынка, а тем более о финансовой состоятельности российских предприятий, а следовательно, об их кредитоспособности, что является одним из основных параметров характеристики предприятия для любого инвестора.

Во-вторых, низкая платежеспособность российского рынка. Достаточно сказать, что стоимость справки об одном предприятии, которую могут предоставить зарубежные компании, составляет от нескольких десятков до нескольких сотен долларов. Такие деньги готовы были платить очень немногие участники российского рынка -- банки, нефтяные и газовые компании, крупные торговые фирмы. Но большой бизнес, а только такой бизнес интересует крупные зарубежные компании, на таком узком сегменте рынка не построишь. Юферев О.В., Шкиндеров А. Базы данных для прямого маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 1999. - №3. - с.38-43.

2.1 Предпосылки для ускоренного развития рынка информационных технологий

Рынки стран Восточной Европы и восточной части Центральной Европы продолжают представлять значительный интерес для ИТ-индустрии в мире, причем общие затраты этих стран на информационные технологии достигли в 1995 году 4,7 миллиарда $. Продолжающиеся программы по модернизации широкого спектра инфраструктуры и базовых услуг, таких как банковое дело, страхование, производство, розничная продажа и государственное администрирование, в совокупности с запросами развивающегося частного сектора, будут способствовать интенсивному росту ИТ в данном регионе.

Поскольку экономическое положение Восточной Европы и восточной части Центральной Европы стабилизируется, расширение рынка информационных технологий, главным образом, происходит за счет, так называемой, второй фазы развития, несколько лет назад практически несуществующей, охватывающей фирменное и изготовленное на заказ программное обеспечение, услуги и сетевую обработку. В то время как потребность в базовом компьютерном оборудовании остается велика, особенно на рынках России, Польши и Чехии, увеличение ежегодного дохода в регионе в настоящий момент вызвано продажей программного обеспечения, профессионального обслуживания и профилактических поддерживающих услуг.

В табл. 1-3 приведены интегральные показатели затрат на компьютерное оборудование, программное обеспечение и сервисное обслуживание в странах Западной и Восточной Европы.

Если сравнение затрат в абсолютных показателях вызывают досаду, но, по крайней мере, их ошеломляющее различие объяснимо разницей экономического положения стран, то относительное распределение затрат в различных сферах ИТ - рынка несет в себе много полезной информации и сопоставительный анализ пропорций рынка и тенденций их изменения может быть весьма полезным. Знаменский Ю.Н., Чугунова Г.Н. Рынок средств информатики в России и Европе // Автоматизация проектирования. - 1997. - №2

Таблица 1. Объем рынка ИТ в России, млн. $.

Таблица 2. Объем рынка ИТ в странах Восточной Европы, млн. экю.

Несмотря на то, что затраты в восточноевропейском регионе на информационные технологии за последние 5 лет существенно возросли, отношение объемов ИТ - продукции к валовому внутреннему продукту - ВВП (GDP - gross domestic product), также как и отношение количества так называемых "белых воротничков" к персональным компьютерам показывает, что затраты на компьютерное оборудование до сих пор здесь заметно ниже, чем в среднем на рынке стран Западной Европы. Иными словами, потенциал отложенного спроса на информационные технологии в восточноевропейской экономике все еще весьма высок.

Таблица 3. Объем рынка ИТ в странах Западной Европы, млн. экю.

Мы приведем отношение объемов ИТ - продукции к внутреннему валовому продукту и насыщение персональными компьютерами сферы управления (в 1994 году) в странах Западной Европы и США (табл. 4). И хотя мы не располагаем аналогичными данными по странам Восточной Европы, но анализ приведенных данных говорит об их несопоставимости.

Таблица 4. Сравнительные показатели.

		Кол-во ПК на 100"белых воротничков"
Западная Европа
Швейцария

Примечание: страны EU - Германия, Франция, Великобритания, Италия, Испания, Австрия, Бельгия, Люксембург, Дания, Греция, Ирландия, Нидерланды, Норвегия, Португалия, Финляндия.

3. Информационные технологии в машиностроении

информационная технология машиностроение

3.1 Оперативно - производственное планирование в условиях ИАСУ. (Интегрированная Автоматизированная Система Управления)

Нормой хозяйствования отечественных предприятий в рыночных условиях является применение средств вычислительной техники в процессе внутрифирменного планирования. Применение их в условиях немассовых типов производства обусловлено необходимостью выполнения большого объема трудоемких расчетов и весьма сложных графических построений.

Реализация процессов производственного планирования и управления осуществляется в настоящее время на большинстве современных предприятий с использованием комплекса ИТ, включающего программное обеспечение и аппаратные средства вычислительной техники, которые в совокупности образуют автоматизированную систему управления (АСУ).

При построении эффективных АСУ осуществляют согласованную автоматизацию как сферы материального производства, так и сферы собственно информационной технологии на всех уровнях и стадиях на основе концепции интегрированных автоматизированных систем управления (ИАСУ). ИАСУ осуществляет автоматизацию как материальной, так и информационной составляющих производственного процесса в их взаимосвязи от формирования портфеля заказов до сбыта и отгрузки готовой продукции. АСУ являются составной частью систем информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделия - САЬ8-технологий. Это направление включено в состав критических технологий, утвержденных Президентом Российской Федерации.

ИАСУ многономенклатурным производством состоит из функционально и эксплуатационно-законченных подсистем, каждая из которых может функционировать самостоятельно, обмениваясь информационными массивами с другими подсистемами. Эти подсистемы могут быть резидентными на различных иерархических уровнях и эксплуатироваться в составе различных организационных служб. Подсистемами, на которые можно подразделить ИАСУ, являются: подсистема управления производственно-хозяйственной деятельностью (АСУ ПХД); подсистема управления технологической подготовкой производства (АСУ ТТ1П); подсистема оперативного управления ходом автоматизированного производства (АСУ АП).

Головным компонентом ИАСУ, обеспечивающим управление организационно-экономическими процессами предприятия на всех уровнях, является АСУ ПХД. В состав АСУ ПХД, в свою очередь, входят следующие подсистемы: технико-экономическое планирование; управление финансовой деятельностью; бухгалтерский учет; оперативное управление основным производством; управление качеством; управление кадрами; управление вспомогательным производством.

Центральное место в подсистеме оперативного управления производством занимают функции планирования и моделирования хода производственного процесса. Их можно распределить на две подсистемы:

1) подсистема календарного планирования и учета. Функции подсистемы:

составление межцехового календарного плана, координирующего работу цехов и служб;

расчет производственных программ цехов и участков;

расчет нормативов движения производства;

расчет календарных графиков, определяющих порядок, последовательность и сроки изготовления продукции;

оперативный пооперационный учет;

учет наличия готовых деталей, сборочных единиц и изделий на складах;

учет технической готовности заказов и пр.;

2) подсистема оперативного регулирования хода производства. Функции подсистемы:

анализ отклонений от установленных плановых заданий и календарных графиков производства и принятие оперативных мер по их ликвидации.

3.2 Интегрированная система автоматизированного проектирования и изготовления станин

В серийном производстве станков широкой номенклатуры автоматизация изготовления базовых деталей станков (станин, рам, оснований, колонн и др.) может быть эффективно осуществлена объединением информационными связями трех автоматизированных систем: 1) системы автоматизированного проектирования (САПР) конструкции станка и отдельных деталей; 2) САПР технологического процесса изготовления; 3) гибкой производственной системы (ГПС) изготовления.

Рассмотрим на конкретном примере механизм изготовления станин, используя ИС.

Проектирование конструкции станины может осуществляться в режиме диалога конструктора с ЭВМ, осуществляемого с помощью графического дисплея со световым пером и клавишной панели.

Конструктор постепенно рисует на экране дисплея, подключенного к ЭВМ, отдельные виды станины, производя необходимые расчеты станины на жесткость, виброустойчивость и т. д. по заранее введенным в ЭВМ программам. При этом ЭВМ по требованию выводит на экран дисплея необходимую справочную информацию, например, о свойствах материалов, стандартных конструкциях и размерах, помещенную в запоминающем устройстве ЭВМ.

Конструктор имеет возможность поворачивать трехмерное изображение станины на экране, делать необходимые разрезы, менять масштаб изображения, изменять и дополнять конструкцию.

Имеется возможность видеть на экране дисплея эпюры напряжений и деформированное состояние станины под действием задаваемых конструктором сил и моментов.

Оптимизированная конструкция станины выдается далее по каналам связи в систему автоматизированного проектирования технологического процесса (САПР ТП), которая осуществляет разработку оптимального технологического процесса изготовления станины с учетом условий автоматизированного производства.

Далее в соответствии с разработанным САПР ТП технологическим процессом осуществляется автоматизированное изготовление заготовки станины, которая затем поступает в автоматизированный склад заготовок гибкой обрабатывающей системы. ЭВМ обрабатывающей системы осуществляет управление станочными модулями, координатно-разметочной и контрольно-измерительной машиной, а также гибкой транспортной системой, объединяющей технологическое оборудование.

По данным ЭВМ, поступающим на дисплеи, в отделении подготовки инструмента комплектуют и настраивают необходимый инструмент, в отделении подготовки приспособлений подготавливают необходимые установочные и зажимные устройства. Заготовки устанавливают на палеты, после чего осуществляется автоматическая их обработка на станочных модулях. При необходимости переустановки заготовки на палете она автоматически транспортируется в отделение установки, одновременно на экране дисплея появляются необходимые указания для выполнения их оператором ГПС. При заранее подготовленном инструменте и установленных на палеты заготовках ГПС может осуществлять обработку заготовок без участия людей, например в ночную смену.

Интегрированная система изготовления станин обеспечивает высокий уровень автоматизации и производительности труда, малые затраты времени на проектирование и изготовление станин, высокое качество станин благодаря оптимизации конструкции и процесса изготовления. При этом исключается необходимость в рабочих чертежах как средства передачи информации.

Система содержит пять многоцелевых станков, две контрольно-измерительные машины и установку для измерения припусков.

Спутники с заготовками транспортируются на воздушной подушке со скоростью до 1 м/с с помощью бегущего магнитного поля, создаваемого линейными электродвигателями гибкой транспортной системы, управляемой ЭВМ.

Гибкая производственная система АСК-30, разработанная ЭНИМСом и установленная на Ульяновском заводе тяжелых станков, предназначена для обработки базовых деталей металлорежущих станков, в том числе станин четырех наименований массой до 5 т и максимальным размером 3,6 X 2,2 X 1,45 м. При двухсменном режиме работы на АСК-30 обрабатывают в год около 700 заготовок. Система АСК-30 содержит горизонтальный многоцелевой станок ЛР353Ф2 с поворотным столом и магазином на 50 инструментов и многоцелевой станок модели УФ0856 с магазином на 40 инструментов. Перед обработкой на АСК-30 заготовки должны пройти разметку, черновую обработку, старение и окраску, подготовку технологических баз и установку на спутник. Системой управляет ЭВМ М6000 или СМ-1, которая обеспечивает подготовку, контроль, редактирование и хранение управляющих программ, управление станками с ЧПУ, оперативно-календарное планирование, а также учет хода производства. Система АСК-30 обеспечивает повышение производительности труда в 1,5 раза по сравнению с индивидуальными станками с ЧПУ и в 3 ... 4 раза по сравнению с универсальными станками.

На гибком автоматизированном участке обработки заготовок станин, колонн, оснований завода фирмы «Ямазаки» (Yamazaki, Япония) установлены семь многоцелевых станков и три ПР. Заготовки станин обрабатывают на палетах за одну установку на станках, оснащенных системами СNС и обеспечивающих обработку заготовок с пяти сторон. Закалка направляющих осуществляется роботом. После закалки направляющие шлифуются на станке с ЧПУ. Специальный робот удаляет стружку из внутренних полостей станины стружкоотсосом. На участке обеспечивается автоматическая обработка заготовок в ночную смену. При этом задействовано минимум персонала.

Заключение

Таким образом, как показал данный реферат необходимым условием для успешного функционирования любой сложной системы (в т.ч. экономической, технической, военной и т.п.) является нормальное функционирование следующих процессов:

целенаправленный сбор, первичная обработка и предоставление доступа к информации

каналы организации доступа пользователей к собранной информации.

Основная проблема сбора необходимой информации состоит в том, чтобы обеспечить:

полноту, адекватность, непротиворечивость и целостность информации

минимизацию технологического запаздывания между моментом зарождения информации и тем моментом, когда к информации может начаться доступ. Обеспечить это можно только современными автоматизированными методиками, базирующимися на основе компьютерных технологий. Крайне важно, чтобы собранная информация была структурирована с учетом потребностей потенциальных пользователей и хранилась в машиночитаемой форме, позволяющей использовать современные технологии доступа и обработки.

изготовление обработка деталей на станках с ПУ обеспечивает высокую степень автоматизации и широкую универсальность выполняемой обработки.

Из имеющихся на сегодня каналов предоставления информации наиболее интересными являются каналы передачи информации на машиночитаемых носителях (магнитные ленты, дискеты, CD-Rom, Internet). Причиной этого является тот факт, что технологическое запаздывание информации при передачи ее на традиционных печатных носителях настолько велико, что к моменту поступления к потенциальному пользователю она уже не будет соответствовать реальной ситуации и будет малопригодна для принятия обоснованных управленческих решений.

Литература

Андреева И.А. Состояние и тенденции развития рынка информационных продуктов и услуг. // Информационные ресурсы России. - 1998. - № 1 (38)

Гюнтер Мюллер - Штевенс, С. Ашванден. Информационная технология и управление предприятием // Проблемы теории и практики управления. - 1998. - №1

Знаменский Ю.Н., Чугунова Г.Н. Рынок средств информатики в России и Европе // Автоматизация проектирования. - 2003. - №2

Михайлова Е.А. Проблемы и перспективы развития Internet и международного маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 2004. - №6. - с.76-89.

Пименов Ю.С. Использование Internet в системе маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 2002. - №1. - с.36-45.

Юферев О.В., Шкиндеров А. Базы данных для прямого маркетинга. // Маркетинг в России и за рубежом. - 2003. - №3. - с.38-43.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие информационных технологий, этапы их развития, составляющие и основные виды. Особенности информационных технологий обработки данных и экспертных систем. Методология использования информационной технологии. Преимущества компьютерных технологий.

курсовая работа , добавлен 16.09.2011


Роль структуры управления в информационной системе. Примеры информационных систем. Структура и классификация информационных систем. Информационные технологии. Этапы развития информационных технологий. Виды информационных технологий.

курсовая работа , добавлен 17.06.2003


Сущность и этапы развития информационных технологий, их функции и составляющие. Характеристика информационных технологий управления и экспертных систем. Использование компьютерных и мультимедийных технологий, телекоммуникаций в обучении специалистов.

курсовая работа , добавлен 03.03.2013


Информационные технологии и системы. Связь организаций и информационных систем. Интегрированная система управления промышленными предприятиями. Возможности информационных технологий в бизнесе, их влияние на организацию и роль менеджеров в этом процессе.

курсовая работа , добавлен 07.05.2012


Этапы развития информационной системы и происходящие в ней процессы. Виды, инструментарий, составляющие информационных технологий. Производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения как цель информационной технологии.

контрольная работа , добавлен 18.12.2009


Информатика как единство науки и технологии, этапы ее развития и инструментарий. Классификация видов информационных технологий и их применение. Модели информационных процессов и структура программных продуктов. Объектно-ориентированное проектирование.

курс лекций , добавлен 12.12.2011


Условия повышения эффективности управленческого труда. Основные свойства информационных технологий. Системные и инструментальные средства. Классификация информационных технологий по типу информации. Главные тенденции развития информационных технологий.

реферат , добавлен 01.04.2010


Понятие информационных технологий, история их становления. Цели развития и функционирования информационных технологий, характеристика применяемых средств и методов. Место информационного и программного продукта в системе информационного кругооборота.

реферат , добавлен 20.05.2014


Этапы развития и составляющие информационных технологий. Особенности, связанные с обработкой данных. Объяснения, выдаваемые по запросам. Устаревание информационной технологии. Характеристика методологии централизованной и децентрализованной технологии.

курсовая работа , добавлен 09.09.2014


Теоритические аспекты информационных технологий на предприятиях. Системы, используемые в информационных технологиях. Особенности применения информационных технологий в маркетинговой деятельности. Влияние информационных технологий на туристическую отрасль.

Схема слева идеальна.

На первом уровне формулируются какие-то требования к детали, требования к ее свойствам, к финансовым затратам. Можно сказать, что на этом уровне формируется объект, обладающий рядом свойств. Свойства эти необходимо обеспечить тем или иным образом, и эта задача возлагается на исполнителя.

Следующий уровень – конструкторско-технологический. Тут объект формируется окончательно, происходит его разработка с точки зрения конструктора и технолога. Конструктор разрабатывает объект, технолог продумывает, как этот объект будет воплощаться в реальности.

Производственный уровень – это реальное воплощение объекта, подготовка оснастки для его производства – тут идея объекта воплощается материально.

Последний уровень – выдача заказа.

Со второго и третьего уровня происходит пополнение базы конструкторских и технологических решений, оттуда же берутся уже готовые решения, когда-то отработанные и проверенные, либо какие-то решения отвергаются как заведомо невыполнимые, убыточные.

Но это, как уже говорилось, идеальная схема.

На деле, в данной схеме возможны многочисленные обратные связи, показанные на схеме справа синими стрелками.

Самый простой пример – недостаточно определены требования на первом уровне. Приходиться вновь обращаться к заказчикам (будь это заказчики со стороны или дизайнерский отдел), и просить их доработать изделие заново.

И идеальная схема приобретает такой вот вид – множество обратных связей, от производства к конструкторам, и прочих. Слишком много времени будет теряться на доработку уже готового продукта.

Приведенный ранее пример – достаточно простой, и его легко избегать, просто требуя возможно большую информацию об изделии. Но возможен и такой вариант, на примере пресс-форм. Предположим, что геометрические параметры литниковых каналов, через которые в пресс-форму заливается расплав, определены неправильно – размер канала оказался слишком велик. И придется переделывать всю формообразующую. Или готовое изделие прилипает к толкателям, и не сбрасывается.

В таком случае приходиться переделывать всю пресс-форму, а это затраты не только материальные, но и временные.

Как же выходят из этого положения в мире?

Фирма Siemens (Германия), являющаяся одной из старейших промышленных компаний мира, считает, что существует два решающих фактора, позволяющих сильно сократить время в практически любой технологической цепочке и избежать подобных ситуаций. Это:

1. Использование технологии CAE-CAD-CAM.

2. Использование технологических баз данных при работе над проектами.

(Например, в случае с пресс-формой использование технологических баз данных – это базы данных фирм, которые занимаются производством пресс-форм и разработкой новых стандартов для их производства).

Надо отметить, что оптимальный эффект получается при использовании обеих факторов совместно.

Технология CAE-CAD-CAM призвана обеспечить ускорение и упрощение процесса производства.

Данная технология направлена не на исключение человека из процесса производства – она всего лишь позволяет сильно сократить количество занятых на производстве людей, то есть – позволить меньшему количеству людей управлять сложным циклом разработки и производства детали, избежать ошибок, учесть многие факторы, которые ранее не учитывались из-за сложности расчетов.

Одно из средств, позволяющих сильно сократить время проектирования – это САПР, системы автоматизации проектирования.

В машиностроении САПР – это средство для представления объекта производства, создание его модели. Объект производства можно представить разным образом – от двухмерного чертежа по правилам ЕСКД до математической формулы. Модули (о которых будет рассказано ниже) всего лишь выполняют вспомогательную роль.

Вообще, любой объект в машиностроении требует представления – один человек должен объяснить другому, что именно он имеет в виду. Для этого была разработана система ЕСКД – чтобы избежать разночтений в способах представления объекта производства.

Так возникло понятие «модель объекта» - моделью объекта называется любой другой объект, все либо отдельные свойства которого полностью или частично совпадают со свойствами исходного. То есть, мы создаем какой-то объект производства со всеми заданными свойствами, что нас интересуют.

Модель создается ради исследований, которые провести на реальном объекте проводить либо невозможно, либо дорого, либо просто неудобно. Можно выделить несколько целей, ради которых создается модель:

–Модель как средство осмысления помогает выявить взаимозависимости переменных, характер их изменения во времени, найти существующие закономерности. При составлении модели изучается, классифицируется и становиться наиболее понятной структура объекта производства.

–Модель как средство прогнозирования позволяет научиться предсказывать поведение объекта производства и управлять им, испытывая различные варианты поведения модели. Эксперименты с реальным объектом достовернее, но они занимают больше времени и требуют гораздо более больших затрат, а иногда такие эксперименты и просто невозможны (в том случае, если объект производства еще только проектируется).

–Построенные модели могут использоваться для нахождения оптимальных параметров, исследования особых режимов и параметров объекта производства.

–Модель может так же в некоторых случаях заменить исходный объект при обучении.

С помощью САПР возможно наиболее быстро сформировать модель практически любого объекта производства.

Как уже говорилось, существуют множество самых разных САПР, как похожих друг на друга, так и весьма отличающихся.

В основном существует такая классификация пакетов САПР.

1.Тяжелые САПР. Обеспечивают полный цикл проектирования, полную привязку всей конструкции. Полный цикл – это совокупность всего, что необходимо – от разработки внешнего вида объекта (то, что иностранцы называют модным словом «дизайн»), до подготовки документации и разработки управляющих программ.

2.Средние САПР. Полного цикла не обеспечивают, обычно имеют провалы в цепи проектирования, не обеспечивая полного цикла. Но в рамках своей задачи эти САПР справляются весьма успешно. Средние САПР разрабатывались либо фирмами, не обладающими достаточной квалификацией для создания тяжелого САПР, либо не ставящими перед собой такой задачи. В основном, средние САПР имеют обязательно понятие «сборка-деталь», и ряд модулей для помощи в процессе проектирования-производства.

3.Легкие, или т.н. «специализированные» САПР, которые решают только узкие задачи проектирования – например, только проектирование кулачков или пресс-форм. Иногда такие САПР называют «экзотическими», потому что они решают отдельную узкую задачу под конкретное небольшое производство.

Рассмотрим все три типа несколько подробнее.

Тяжелые САПР предлагают полный цикл проектирования – все, что только может понадобиться конструктору. Скажем, при проектировании самолета в тяжелый САПР вкладываются модули, предназначенные для аэродинамических расчетов, расчеты по сопротивлению материалов, производство пресс-форм для отливки корпуса приборной панели, модули ЧПУ – все, что только может понадобиться при расчете и подготовке к производству конструкции. В России пока что не создано что-то подобное, в частности, из-за недостаточной квалификации программистов.

Обычно завод имеет один пакет тяжелой САПР с набором необходимых модулей, создаваемых либо самостоятельно, либо закупаемых на стороне, которая и решает все задачи по проектированию. ТакиеСАПР – это Unigraphi сs, CATIA, Pro/Engineer.

Средние САПР такого полного проектирования не дают, хотя и очень стараются к этому приблизиться, как Solid Works и AutoDesk Inventor . Нельзя сказать, что в этом они не добились определенных успехов, но все же пока что отстают от тяжелых САПР. Средним САПР нельзя доверить весь цикл производства, потому что они просто его не обеспечат на должном уровне. Из российских производителей среднего САПР наиболее широко известны фирма «Аскон», САПР «Компас», и фирма «Топ-системы», которая разрабатывает САПР Тфлекс (на примере продукции этой фирмы можно проследить наиболее широко известные ошибки создателей подобного программного обеспечения).

Специализированные САПР полностью провязывают только что-то одно, и им обычно нет нужды в тщательной проработке деталей. Честно говоря, с такой задачей может справиться и модуль под тяжевый или даже средний САПР – например, специальная программа для расчета раскроя материала или специальная программа для проектирования пресс-форм. При некоторых условия такие САПР могут полностью удовлетворить какие-то отдельные потребности производства – например, технологии литья или подготовка управляющих программ для станковс ЧПУ. В качестве примера можно привести продукцию фирмы Delcam , которая никак не может обеспечить полный цикл проектирования (Power Shape , хотя и обладает великолепными средствами построения поверхностей, не может быть использован как полноценный CAD для моделирования, так как лишен параметризации и многих весьма важных для проектирования возможностей), но зато обеспечивает великолепные инструменты создания управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ. Из российских вариантов специализированного САПР можно выделить ГЕММУ и ADEM .

Все САПР основываются на представлении каким-либо образом объектов производства, т.е. определении объекта производства. Под определением объекта производства (детали или какой-либо конструкции) понимается четкое и недвусмысленное толкование всех ее параметров – геометрических, физических, химических и прочих.

Рассмотрим подробнее используемые на сегодняшний день способы определения объекта производства.

Это может быть:

1.Двухмерный чертеж.

2.Трехмерная модель.

3.Математическая модель объекта.

4.Готовая деталь.

Двухмерные чертежи – это те же ручные чертежи, только в электронной форме. Скорость черчения увеличивалась ненамного, в среднем в полтора раза, но зато сам процесс черчения становился намного удобнее. Пример таких чертежей – это AutoCAD , который нацелен именно на двухмерное черчение (Аналог AutoCAD а, Mechanical Desktop , все же использует большей частью трехмерные модели). Двухмерное черчение обогатилось новыми инструментами – создание фасок, скруглений и прочих атрибутов чертежа, и весьма сильно упростилось по сравнению с ручным проектированием.

Трехмерные модели сегодня используют большинство САПР, но одним из первых это сделал Unigraphiсs. Преимущества трехмерных моделей – это прежде всего простота их создания и однозначность толкования. Если в составлении двухмерного чертежа еще возможны какие-то ошибки, которые могут привести к пространственному искажению поверхности, то при трехмерном проектировании такие искажения исключены (при правильной работе ядра САПР). Трехмерные модели создавать быстрее, и получать по ним двухмерные чертежи удобнее, чем рисовать эти чертежи в двухмерной проекции.

Математическая модель объекта – это прежде всего расчеты, которые каким-то образом определяют объект производства. Рассмотрим пример – человек создает модель детали, о которой до того времени ничего не слышал. Более того, данная деталь уникальна для своего класса, которые до сих пор не создавались. В таком случае нужно сначала провести серию экспериментов с похожими деталями, чтобы выявить обще закономерности и хоть как-то описать создаваемый объект.

Но такие уникальные объекты – вещь довольно редкая в инженерной практике. Скорее всего для описания данной детали можно применить универсальные законы физики, химии, механики – и модели похожих деталей можно отыскать в справочной литературе.

Такую форму используют в основном тяжелые САПР, а также специализированные программы, предназначенные для каких-то конкретных действий, например, программы, предназначенные для математического моделирования.

Также возможно представление по модели – то есть по готовой уже детали. Например, требуется сделать пресс-форму на уже известную деталь, которая у нас уже есть, и нам нет необходимости готовить на нее рабочую документацию. Готовая деталь измеряется на измерительной машине, эти данные передаются в САПР, которая уже сама строит деталь в электронной форме – например, как море точек.

Вспомним схемы вверху. Основные проблемы там – это недостаток информации об обете производства и/или ее неверное истолкование, а также большие затраты времени на обработку этой информации. То есть информация есть, а как корректно передать ее с одного уровня на другой, не знают.

Какой же вид представления детали (или конструкции) для нас наиболее удобен? Предложим ряд требований, которые нам будут крайне необходимы.

Итак.

Нам необходимо, чтобы деталь (или конструкцию) можно было просто разработать – то есть, создать, провести какие-то расчеты, скорректировать по ним готовую деталь (или конструкцию).

Нам необходимо полностью исключить возможность двойного толкования детали (или конструкции). Чтобы любой человек понял абсолютно правильно каждую линию, каждый размер.

Нам необходимо сделать так, чтобы деталь (или конструкция) была понятна всем – или, по крайней мере, мы могли бы ее перевести в понятный на конкретном этапе производства формат. Проще говоря, мы должны обмениваться информацией с минимальными потерями и минимальными искажениями.

Несомненно, существует еще ряд требований, но все вышеизложенное – это главное, остальные требования будут второстепенны.

Рассмотрим с этих трех позиций все изложенные выше способы определения деталей.

Двухмерные чертежи слишком сложны, их слишком долго создавать, особенно если деталь сложной пространственной формы. При определенных навыках искажения информации об объекте производства (детали или конструкции) будет минимальна, но такие навыки требуют долгого развития и не каждый начинающий инженер обладает ими в должной мере.

Трехмерная модель – создавать ее намного проще, чем двухмерные чертежи. Это обусловлено тем, что любая деталь прежде всего представляется в трех измерениях, в том числе и на начальных этапах проектирования. С точки зрения геометрических характеристик трехмерная модель идеальна. Но с ней нельзя провести расчеты, определить ее прочие, не геометрические параметры. Трехмерная модель определяет только пространственную геометрию объекта, а в некоторых случаях этого нам недостаточно.

Математическая модель, которая определяет не только пространственную геометрию, но и физико-химические параметры модели – идеальна для проведения расчетов, но не все САПР ее могут создавать и корректно с ней работать.

Готовая модель объекта – не всегда она присутствует в наличии.

Наибольшее распространение сейчас получили все же трехмерные модели – как наиболее простые и функциональные, исключающие возможность двойного толкования и удобные в построении. В самом деле, гораздо удобнее представить большинство деталей в трехмерном построении, чем в виде математических зависимостей. Но математическое моделирование все больше и больше распространяется в мире, уже во многие САПР умеют работать именно с математическими моделями.

Рассмотрим трехмерные детали подробнее.

Мне удалось выделить три основных метода получения трехмерной твердотельной модели, используемой практически повсеместно.

1. Большинство деталей машиностроения можно представить как совокупность простых геометрических тел – параллелепипед, шар, тороид и прочих. То есть, рисуется простейший эскиз – контур, с ним проводятся операции – вытягивание или вращение, и получается твердое тело. Из этих фигур методами логических операций – логическое сложение, логическое вычитание, логическое пересечение – получают желаемую фигуру. Наиболее удобные инструменты проектирования простых геометрических фигур представляет Solid Works.

Пособие является практико-ориентированным. Последовательно изучая материал каждой темы, можно самостоятельно обучиться работе в таких программах, как AutoCAD, MS Word, MS Exel, MathCAD, освоить язык гипертекстовой разметки HTML. Кроме теоретического материала и практических заданий, учебное пособие содержит контрольные вопросы по каждой теме и примеры контрольных работ.
Предназначено для изучения курса «Информационные технологии» по группе специальностей «Машиностроительное оборудование и технологии» в учреждениях среднего специального образования. Отдельные разделы могут быть использованы для изучения учебной дисциплины «Информационные технологии» по специальностям «Техническая эксплуатация автомобилей», «Автосервис» и др. Многие темы окажутся интересными и полезными учащимся колледжей, техникумов, вузов, мастерам и преподавателям различных учебных заведений, а также специалистам в области машиностроительного производства и информационных технологий.

Системы автоматизированного проектирования.
В стране и за рубежом широко разрабатываются и внедряются системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР представляет собой комплекс технических средств программного и математического обеспечения, предназначенный для выполнения в автоматическом режиме инженерных расчетов, графических работ, выбора вариантов технических и организационных решений.

Термин САПР (англ. CAD) появился в конце 50-х годов XX в. Первые CAD-системы появились 10 лет спустя. Со временем CAD-системы, как системы геометрического моделирования, были значительно усовершенствованы: появились средства 3D-моделирования, параметрического конструирования, был улучшен интерфейс программ.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Информационные технологии в машиностроении, Скроб О.В., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

• Сбои и ошибки компьютера, Простой и понятный самоучитель, Леонов В.С., 2015
• Мультимедиатехнологии в образовании, Учебное пособие, Суханова Н.Т., Балунова С.А., 2018

Следующие учебники и книги.