А.И. Островерх,

зам. ген.дир. по эконом.,

А. П. Баранов,

МАИ,

В.Д. Костюков,

вед.н. с., к.т.н.,

ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, г. Москва

По оценкам независимых зарубежных экспертов производительность труда на самых передовых российских предприятиях в настоящий момент составляет не более 17 % по отношению к фирме «Боинг». Резко повысить ее возможно за счет комплексной компьютеризации на базе внедрения ИПИ (CALS) – технологий, создания компьютеризированных малолюдных производств, работающих по безбумажной технологии. Изучение теоретических основ автоматизированного управления и проектирования систем обработки информации с учётом отработанного на практике набора инвариантных компонентов АСТПП позволяет создать прочную основу таких производств, так как аккумулирует в себе огромный научно-технический потенциал, накопленный при реализации программ освоения космического пространства, одним из признанных лидеров в мире ФГУП ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Цикл лекций состоит из двух взаимно дополняющих друг друга дисциплин: "Теоретические основы автоматизированного управления" и "Проектирование систем обработки информации и управления".

Основной целью преподавания дисциплины "Теоретические основы автоматизированного управления" является обучение студентов методам автоматизированного управления объектами и процессами в автоматизированных системах технологического назначения – АС ТН. Курс предполагает изучение современных методов и алгоритмов автоматизированного управления в авиа космическом машиностроении, видов математических моделей применяемых при реализации этих методов и алгоритмов, а также организации эффективной работы по автоматизированному управлению объектами и процессами с использованием современных АС ТН. Задачи изучения дисциплины заключаются в освоении:

а) теоретических основ современных методов и алгоритмов автоматизированного управления объектами и процессами авиа космического машиностроения;

б) классов и видов АС ТН, применяемых при реализации этих методов и алгоритмов;

в) современных направлений развития средств автоматизации проектирования и управления технологической подготовкой и производством авиа космической техники;

г) критериев оценки АС ТН и способов обоснованного их выбора для конкретного применения.

В результате изучения курса студент должен знать классы и виды АС ТН, применяемых для автоматизированного проектирования и управления объектов и процессов в АС ТН, практически уметь работать с двумя видами АС ТН, наиболее часто используемых в технологическом проектировании и производстве авиа космической техники.

Для усвоения курса "Теоретические основы автоматизированного управления" необходимо знание основ работы на персональных вычислительных машинах, изложенных в курсах: “Информатика”, "Операционные системы", "Системы управления базами данных", "Системы поддержки принятия решений".

Курс "Теоретические основы автоматизированного управления" является одним из звеньев при подготовке инженера - технолога, специализирующегося на разработке современных методов автоматизации технологического проектирования и управления.

Базируясь на значительной части общеобразовательных и специальных дисциплин данный курс развивает в будущих специалистах умение совмещать методы и аппарат исследований различных направлений для решения конкретных сложных научных и инженерных задач.

Навыки в работе с типовыми математическими моделями, приобретенные на практических занятиях, обеспечивают современную подготовку специалиста для работы в НИИ и КБ по автоматизации конструкторско-технологического проектирования и управления объектами и процессами авиа космического машиностроения.

Содержание лекционных занятий

Тема 1. Основные понятия автоматизированного управления.

Общие положения. Основные понятия машиностроительного производства. Технологическая подготовка производства. Объекты и аспекты моделирования в технической подготовке и производстве авиа космической техники. Требования к математическим моделям. Классификация математических моделей. Применение математических методов для различных классов математических моделей.

При изучении темы 1 рассматриваются основные объекты и системы их управления в машиностроительном производстве представлены в табл. 1.

Таблица 1

Объекты управления	Системы автоматизированного управления
Технологическое оборудование	Системы числового управления – ЧПУ; Numerical Control - NC
Технологические процессы - ТП	Автоматизированные системы управления технологическими процессами – АСУ ТП; Scada - системы
Технические и общие деловые (бизнес) - процессы	Автоматизированные системы управления цехового уровня – АСУ цеха; Workflow -системы
Производственные ресурсы	Автоматизированные системы управления предприятием – АСУП; Enterprise Resource Planning - ERP
Документы	Автоматизированные системы управления документооборотом - АСУД
Электронные данные	Системы управления электронными данными; Product Data Management - PDM
Технологическая подготовка производства - ТПП	Автоматизированные системы управления технологической подготовкой производства – АСУ ТПП
Проекты	Интегрированные системы управления проектами – ИСУП; Project Management - PM
Цепочки поставок	Автоматизированные системы управления цепочками поставок; Customer Relationship Management - CRM
Жизненный цикл изделия	Комплексная корпоративная автоматизированная система управления всеми аспектами жизненного цикла изделия; Product Lifecycle Management -PLM

Приводится классификация математических моделей (рис.1), а также рассматриваются математические методы применяемые для различных классов математических моделей (табл. 2).

Тема 2.Дискретные математические модели.

Графовые математические модели. Формы представления сетевого графика. Методы расчёта сетевых графиков. Алгоритм расчёта сетевого графика с детерминированным временем выполнения технологических операций. Пример решения детерминированной задачи согласования.

Тема 3.Особенности создания автоматизированных систем.

Стратегия создания автоматизированных систем. Полнофункциональные CAD/CAM/CAE системы.

Тема 4. Системы управления техническими и общими процессами предприятия.

Системы автоматизации инженерных расчётов. Системы автоматизации документооборота

Тема 5.Интегрированные системы управления информацией предприятия.

Documentum. Hummingbird enterprise.

Тема 6.Системы второго уровня автоматизации.

AUTOCAD. ГРАФИКА-81-3D. СAD/CAM - система ADEM. CAD/CAM-система «КРЕДО». SOLID EDGE. SPOTLIGHT. VECTORY.

Тема 7.Подсистемы решения общих вопросов.

База данных проектных документов. Основные понятия технологической подготовки производства. Стадии технологической подготовки производства. Результаты выполнения работ по стадиям. Метод пошаговой типизации. Подсистема «классификация и группирование». Групповая форма

Таблица 2

Классы математических моделей

Массового обслуживания и надёжности

хх

А

Игровые

хх

Распознавания образов

хх

Графовые

хх

В

Алгебраические

хх

1. Теория вероятностей

2. Теория матриц

3. Функциональный анализ

4. Теория дифференциальных уравнений

5. Теория множеств

6. Теория графов

А – Вероятностные

(непрерывные)

7. Математическая

логика

8. Математическая

лингвистика

9. Теория автоматов

10. Общая алгебра

11. Теория алгоритмов

12. Методы оптимизации

13. Численные методы

В – Дискретные

организации производства. Отработка на технологичность конструкции изделий.

Тема 8.Типовые подсистемы проектирования технологических процессов.

Проектирование маршрутной технологии. проектирование операционных технологических процессов.

Тема 9.Типовые подсистемы проектирования и изготовления средств технологического оснащения.

Программирование станочных операций. проектирование средств технологического оснащения. Система автоматизированного проектирования технологических процессов инструментального производства – ASTOR. Изготовление средств технологического оснащения.

Всего за семестр 32 час.

Содержание лабораторных работ

Ознакомление со структурой и правилами оформления расчётно-пояснительной записки к лабораторным работам.

Изучение методов расчета сетевых графиков.

Ознакомление с алгоритмом расчета сетевого графика с детерминированным временем выполнения операций.

Изучение правил оформления и обозначения рассчитанных значений на графе и в таблицах при комбинированном методе расчета.

Первый этап расчета

Второй этап расчета

Третий этап расчета

Всего за семестр 32 час.

Содержание практических занятий

Знакомство с дискретными моделями (тема 2).

Изучение правил постановки задач дискретного моделирования (тема 2).

Подготовка исходных данных.

Решение задач предварительного технологического планирования (тема 2).

Всего за семестр 16 час.

Основной целью преподавания дисциплины "Проектирование систем обработки информации и управления" является обучение студентов методам проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления - СОИУ. Курс предполагает изучение современных методов и алгоритмов автоматизированной обработки информации и управления в авиа космическом машиностроении, видов математических моделей применяемых при реализации этих методов и алгоритмов, а также организации эффективной работы по автоматизированной обработке информации и управлению с использованием современных СОИУ.

Задачи изучения дисциплины заключаются в освоении:

а) теоретических основ современных методов и алгоритмов автоматизированной обработки информации и управления в авиа космическом машиностроении;

б) классов и видов СОИУ, применяемых при реализации этих методов и алгоритмов;

в) современных направлений развития средств автоматизации обработки информации и управления в производстве авиа космической техники;

г) критериев оценки СОИУ и способов обоснованного их выбора для конкретного применения.

В результате изучения курса студент должен знать классы и виды СОИУ, применяемых для автоматизированной обработки информации и управления, практически уметь работать с двумя видами СОИУ, наиболее часто используемых в технологическом проектировании и производстве авиа космической техники.

Для усвоения курса "Проектирование систем обработки информации и управления" необходимо знание основ работы на персональных вычислительных машинах, изложенных в курсах: “Информатика”, "Операционные системы", "Системы управления базами данных", "Системы поддержки принятия решений", "Теоретические основы автоматизированного управления".

Курс " Проектирование систем обработки информации и управления " является одним из звеньев при подготовке инженера - технолога, специализирующегося на разработке современных методов автоматизации технологического проектирования и управления объектов и технологических процессов авиа космического производства.

Навыки в работе с типовыми математическими моделями, алгоритмами автоматизированной обработки информации и управления, приобретенные на практических занятиях, обеспечивают современную подготовку специалиста для работы в НИИ и КБ по автоматизации конструкторско-технологического проектирования и управления объектами и процессами авиа космического машиностроения.

Содержание лекционных занятий

Тема 1.CALS – технологии в технологической подготовке и управлении производством.

Особенности внедрения CALS – технологий. Модель первого уровня технологической подготовки производства. Модель типового этапа <<решение общих вопросов>>. Модель типового этапа <<проектирование технологических процессов>>. Модель типового этапа <<проектирование и изготовление средств технологического оснащения>>.

Тема 2.Комплексы программно-технических средств.

Электронная нервная система предприятия. Технические средства автоматизации. Особенности информационных комплексов.

Тема 3.Оборудование с ЧПУ.

Особенности программно-управляемого оборудования. Влияние числового управления на основные фазы производственного процесса. Направления совершенствования и развития программно-управляемого оборудования.

Тема 4.Проектирование технологии для оборудования с ЧПУ.

Отбор номенклатуры деталей. Проектирование маршрутной технологии. Проектирование станочных операций.

Тема 5.Опыт создания СОИУ.

Автоматизированная система проектирования управляющих программ для пяти координатной обработки CAM – SI.

Система автоматизированного проектирования технологии и управляющих программ многооперационной обработки корпусных деталей на АЛП 3–2.Система автоматизированного проектирования технологии и управляющих программ для изготовления корпусных деталей. Интегрированная система автоматизированной технологической подготовки производства. Компьютеризированная интегрированная производственная система кузнечно-прессового производства.

Всего за семестр16 час.

Содержание лабораторных работ

Ознакомление со структурой и правилами оформления расчётно-пояснительной записки к лабораторным работам.

Изучение условий задач.

Рассмотрение диаграмм заданных этапов технологической подготовки производства.

Изучение описаний типовых задач и подзадач, выполняемых на рассматриваемом этапе технологической подготовки производства

Составление словаря.

Построение укрупнённой блок схемы алгоритма функционирования отдела холодной штамповки.

Составление уточнённого фрагмента текста.

Всего за семестр 32 час.

Содержание практических занятий

Знакомство с системой IDEFO (тема 1).

Знакомство с методикой формирования моделей бизнес процессов (тема 1).

Изучение правил создания фрагмента текста, описывающего протекание бизнес процесса, и словаря терминов и условных сокращений (тема 1).

Подготовка исходных данных и формирование модели «как есть» бизнес процесса отдела холодной листовой штамповки» (тема 1).

Всего за семестр 16 час.