• ANSYS (ANSYS, Inc.) – программа статического и динамического анализа конструкций, решения стационарных и нестационарных задач теплофизики, гидро– и газодинамики, электромагнитного поля, акустики, усталости и др.;
• LS-DYNA3D (LSTC, Livermore Software Technology Corporation) – программа анализа быстротекущих процессов (например, столкновение автомобилей, задачи формования и пр.), сверхпластических деформирований, разрушений и др.;
• eta/DYNAFORM (ETA, Engineering Technologies Associates) – программа для моделирования процессов глубокой листовой штамповки-вытяжки, а также проката листового, профильного и гидроформования;
• FASTFORM3D (FTI, Forming Technologies Inc.) – программа для оценки штампуемости изделий из листовых материалов на ранних этапах проектирования;
• ADAMS (MDI, Mechanical Dynamics Inc.) – программа расчета динамики и кинематики механических систем (механизмов) произвольного вида;
• STAR-CD (CD, Computational Dynamics) – программа для решения задач механики жидкостей и газов;
• AutoS ЕА – программа расчета распространения акустического шума и вибрации в конструкции.
Такие программы позволяют не только существенно сократить сроки разработки новых изделий, но и качественно более быстро организовать выпуск опытных, а затем и серийных образцов. При этом также значительно сокращаются и сроки проведения модернизации уже выпускаемых изделий.
Комплекс автоматизации проектирования включает не только программы, но и аппаратные средства. Как правило, рабочие станции, на которых непосредственно ведется конструирование, используют компьютеры Macintosh или Silicon Graphics [56] . Эти компьютеры позволяют наиболее эффективно обрабатывать графические объекты. Для систем необходимы также мощные сервера, в памяти которых находятся данные по всем комплектующим, сборкам и т. д.
Созданная конструкторская документация может передаваться в станки с программным управлением сразу же после окончания проектирования по локальной вычислительной сети предприятия или предварительно записываться на внешний носитель (перфоленту или магнитную дискету), с которого информация считывается непосредственно в станке.
Таким образом, между проектированием и началом выпуска изделий отсутствует временной период. При традиционных методах проектирования и производства необходимо было провести подготовку оборудования для производства новых изделий. А это требовало значительного времени.
Автоматизация управления предприятия
Производственное предприятие – сложный комплекс с множеством взаимосвязанных материальных, трудовых и финансовых потоков. Управление предприятием требует обработки больших объемов информации. Естественно, на основе компьютеров начали создаваться системы, используемые для обработки этой информации и для комплексного управления ресурсами предприятий. Такие системы получили общее название корпоративных информационных систем (КИС). Среди многих компаний, занятых разработкой КИС, можно выделить следующие: SAP (система R/3), Oracle (Oracle Applications), Ваап. Созданные системы могут настраиваться в соответствии с требованиями тех предприятий, на которых они устанавливаются. В результате эти системы создаются как универсальные многопрофильные, т. е. достаточно дорогие и сложные в установке и администрировании. Как следствие, дорогие полнофункциональные версии систем указанных фирм устанавливаются на крупных предприятиях [57] , имеющих множество филиалов и отделений в разных странах. Мощные системы могут эффективно работать с огромными потоками информации, характерными для крупных корпораций.
До 90-х годов практически на всех советских предприятиях были созданы автоматизированные системы управления предприятием (АСУП), которые, в основном, позволяли собирать статистические данные о результатах работы предприятия за определенный период (месяц, квартал, год). Подготовленные данные, как правило, не позволяли вести оперативный анализ и составлять надежный прогноз деятельности предприятия. Надо сказать, что реальной потребности в таком анализе и прогнозе не было, ибо предприятия действовали не в условиях рынка. Программное обеспечение для управления предприятиями появилось в России к середине 90-х годов, когда в стране началось формирование рыночных отношений. В это время появились первые российские разработки и решения зарубежных компаний. Из числа поставщиков корпоративных информационных систем можно указать следующие российские фирмы: «Парус», «АйТи», «Галактика», «Никос-Софт», «Цефей», TopS, IBS и др.
Развитие бизнеса требует повышения уровня информационного обеспечения предприятий. Современные информационные системы связаны с реальным бизнесом предприятий. Поэтому формальные технические и технологические характеристики систем часто не позволяют сохранить принятые на предприятии организационные и финансовые процессы. Внедрение системы часто влечет за собой реорганизацию бизнес-процессов и системы управления предприятий. Как следствие, ставится задача оптимального выбора КИС (контрольно-измерительной системы), позволяющей автоматизировать необходимые функции и бизнес-процессы.
Можно выделить следующие основные требования, предъявляемые предприятием к КИС:
• полнота функциональных возможностей;
• уровень реализации функциональных модулей;
• влияние системы на бизнес-процессы предприятия;
• эффективность использования системы на предприятии;
• стоимость и продолжительность внедрения.
Сегодня все большую роль играют такие характеристики КИС, как возможность интеграции с зарубежными системами, удовлетворение специфических потребностей заказчика, гибкость и масштабируемость системы и т. п.
Российский рынок КИС сейчас разделен между западными и российскими системами не по отраслевому признаку, а по величине предприятий. Большинство пользователей мощных западных КИС – это крупные отечественные предприятия нефтегазовой отрасли, тяжелой промышленности, машиностроения и т. п. При выборе корпоративной системы управления эти компании заинтересованы в оптимизации бизнес-функций и, как правило, готовы к большим затратам на лицензии и внедрение [58] .
В последние годы на российский рынок вышло несколько западных разработчиков, ориентированных на поставку решений для предприятий среднего бизнеса. При этом многие российские разработчики значительно увеличили функциональный состав своих систем, что позволило им выйти на рынок средних компаний.
Интеграция систем управления
Сегодня все более широко внедряются комплексные системы проектирования и управления производством – CAD/CAM. Их создание позволяет полностью автоматизировать процесс разработки и изготовления изделия. При таком построении предприятие представляет собой вычислительную сеть, к которой подключены рабочие места проектировщиков и станки с программным управлением. Центром такой сети будет сервер, в котором хранятся все данные о деталях устройства как спроектированные, так и полученные от поставщиков.
Естественно в состав предприятия должен входить и автоматизированный склад [59] , из которого комплектующие подаются в цеха. На склад же поступает и готовая продукция. Со склада ее получают покупатели.
Дальнейшим развитием систем автоматизации предприятия является интеграция CAD/CAM с корпоративными информационными системами. В таких интегрированных системах проводится не только автоматическое проектирование и производство, но и управление. Оперативная система учета позволяет в реальном времени отслеживать все этапы производства, контролировать запасы, полуфабрикаты и готовую продукцию. Естественно, на таком предприятии достаточно просто организовать производство индивидуальных изделий, ориентированных на удовлетворение требований покупателя.
Роботы для ремонта
Следует учесть, что на любом производственном предприятии работает значительный штат ремонтников, которые поддерживают станки и другое оборудование в рабочем состоянии. Их работа отличается от труда остальных рабочих: они каждый раз решают нестандартную задачу, отыскивая неисправность в станке и предлагая решение для ее устранения. Здесь отсутствуют прямые указания (как в документации при изготовлении нового изделия) на проводимые работы.
Однако ремонтные работы на станках с программным управлением значительно более простые, чем на старых традиционных станках – микрокомпьютер, встроенный в станок, проводит тестирование и сообщает об обнаруженных неисправностях. Сегодня полноценное автоматическое тестирование проводится на ракетной и авиационной технике, а также в других сложных системах. В мощных серверах реализованы, по-видимому, самые совершенные системы тестирования и восстановления его работы. В этих компьютерах постоянно ведется контроль состояния всех узлов, и в случае неисправности одного из них узел отключается, а его функции передаются на другие узлы (при некоторой потери производительности сервера в целом). Одновременно компьютер сообщает (по e-mail или по сотовой связи) о неисправности – не только о факте неисправности, но и о конкретном неисправном узле. Конструкция таких серверов позволяет проводить замену практически всех его узлов без остановки работы.
