Лекции по "Разработке САПР"

    Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS.

    Развитие CALS-технологии должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, при которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологии следует отметить легкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.

    Построение  открытых распределенных автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современной CALS-технологии. Главная проблема их построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделенных во времени и пространстве и использующих разные CAE/CAD/CAM-системы.

    Одна  и та же конструкторская документация может быть использована многократно  в разных проектах, а одна и та же технологическая документация адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства.

    Кроме того, упрощается эксплуатация систем.

    Следовательно, информационная интеграция является неотъемлемым свойством CALS-систем.

    Важные  проблемы, требующие решения при  создании комплексных САПР — управление сложностью проектов и интеграция программного обеспечения. Эти проблемы включают вопросы декомпозиции проектов, распараллеливания проектных работ, целостности данных, межпрограммных интерфейсов и др.

    Для информационной поддержки управления различными аспектами деятельности предприятий используются различные методологии и технологии (на основе конкретных программных продуктов), из которых можно выделить следующие:

    CRP (Capacity Requirements Planning = «планирование загрузки производственных мощностей») — рассчитывает загрузку производственных модностей при производстве сложных изделий. Не оптимизирует, но только выполняет расчёт для выбранного вручную варианта. Способна показать проблемы с загрузкой мощностей (перегружены, недогружены) для последующего принятия решения персоналом.

    MRP II (Manufacturing Resource Planning = «планирование производственных ресурсов») — предназначена для обеспечения управленцев всей информацией, достаточной для принятия решений по обеспечению выпуска запланированной продукции. 

    

4. Основные  понятия системы  менеджмента качества в соответствии с  семейством стандартов ИСО 9000

    Система менеджмента качества (СМК) — это одна из внутренних систем организации (предприятия), предназначенная для обеспечения требуемого качества производимой продукции или услуг.

          В целом, внедрение  СМК направлено на то, чтобы упорядочить  всю деятельность организации. Это достигается тем, что по определённым правилам (шаблонам) создаются инструкции, называемые документированными процедурами, в которых детально прописаны все действия во всех обстоятельствах. Эти документированные процедуры должны быть помещены в автоматизированную информационную систему, чтобы каждый мог ознакомиться с ними и действовать по установленным правилам. В конечном счёте, это должно привести к тому, что исчезнет необходимость в опытных сотрудниках, чей опыт как раз и связан со знанием, как и в каких случаях следует поступать. Каждая непредвиденная ситуация после её успешного разрешения должна быть описана в дополнениях к документированным процедурам. В результате опыт отдельных сотрудников будет превращаться в коллективный опыт организации.

    Предполагается, что организация производит продукцию (в широком смысле этого слово, т. е. также услуги, политические решения и др.) и заинтересована в том, чтобы эта продукция была высокого качества — т. е. обладала известными заданными характеристиками. В соответствии со стандартами СМК, существует восемь базовых принципов, выполнение которых должно позволить добиться этого:

    а) Ориентация на потребителя

    Организации зависят от своих потребителей, и  поэтому должны понимать их текущие и будущие потребности, выполнять их требования и стремиться превзойти их ожидания.

    б) Лидерство руководителя

    Руководители  обеспечивают единство цели и направления  деятельности организации. Им следует создавать и поддерживать внутреннюю среду, в которой работники могут быть полностью вовлечены в решение задач организации.

    в) Вовлечение работников

    Работники всех уровней составляют основу организации, и их полное вовлечение дает возможность  организации с выгодой использовать их способности.

    г) Процессный подход

    Желаемый  результат достигается эффективнее, когда деятельностью и соответствующими ресурсами управляют как процессом.

    д) Системный подход к менеджменту

    Выявление, понимание и менеджмент взаимосвязанных  процессов как системы содействуют  результативности и эффективности  организации при достижении ее целей.

    е) Постоянное улучшение

    Постоянное  улучшение деятельности организации  в целом следует рассматривать как ее неизменную цель.

    ж) Принятие решений, основанное на фактах

    Эффективные решения основываются на анализе  данных и информации.

    и) Взаимовыгодные отношения с поставщиками

    Организация и ее поставщики взаимозависимы, и отношения взаимной выгоды повышают способность обеих сторон создавать ценности.

• ГОСТ Р ИСО 9000-2001 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь». Настоящий стандарт может использоваться:
• организациями, стремящимися добиться преимущества посредством внедрения системы менеджмента качества;
• организациями, стремящимися получить уверенность в том, что их заданные требования к продукции будут выполнены поставщиками;
• пользователями продукции;
• теми, кто заинтересован в едином понимании терминологии, применяемой в менеджменте качества;
• теми сторонами, внутренними или внешними по отношению к организации, которые оценивают систему менеджмента качества или проверяют её на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 (например, аудиторы, органы по сертификации/регистрации);
• теми сторонами, внутренними или внешними по отношению к организации, которые консультируют или проводят обучение по системе менеджмента качества, соответствующей данной организации;
• разработчиками соответствующих стандартов;
• ГОСТ Р ИСО 9001-2001 «Системы менеджмента качества. Требования» устанавливает требования к системе менеджмента качества, которые могут использоваться для внутреннего применения организациями в целях сертификации или заключения контракта. Он направлен на результативность системы менеджмента качества при выполнении требований потребителей.
• ГОСТ Р ИСО 9004-2001 «Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности» содержит рекомендации, которые выходят за рамки требований, приведённых в ГОСТ Р ИСО 9001, и включает рассмотрение результативности и эффективности системы менеджмента качества, а следовательно, и потенциала по улучшению всей деятельности организации. По сравнению с ГОСТ Р ИСО 9001 цели, направленные на удовлетворенность потребителей и качество продукции, расширены: в них включены удовлетворенность всех заинтересованных сторон и деятельность организации в целом. Внимание в данном стандарте сосредоточено на достижении постоянного улучшения, измеряемого степенью удовлетворенности потребителей и других заинтересованных сторон; он содержит методические указания и рекомендации.

    Стандарты семейства ИСО 9000 не содержат конкретных рекомендаций в отношении других систем менеджмента, таких, как менеджмент охраны окружающей среды, менеджмент профессионального здоровья и безопасности, финансовый менеджмент или менеджмент рисков. Однако он позволяет организации согласовать или интегрировать собственную систему менеджмента качества с соответствующими системами менеджмента. Организация может адаптировать действующую систему менеджмента для создания системы менеджмента качества в соответствии с рекомендациями настоящего стандарта. Она может быть также проверена на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 14001.

    Подходы к системам менеджмента качества, приведённые в семействе стандартов ИСО 9000, и модели совершенства основаны на общих принципах. Оба этих подхода:

• дают возможность организации выявить свои сильные и слабые стороны;
• содержат положения по оцениванию в сравнении с общими моделями;
• обеспечивают основу для постоянного улучшения;
• включают способы внешнего признания.

    Различие  между подходами систем менеджмента  качества семейства ИСО 9000 и моделями совершенства заключается в их областях применения. Стандарты семейства  ИСО 9000 содержат требования к системам менеджмента качества и рекомендации по улучшению деятельности; оценивание систем менеджмента качества устанавливает выполнение этих требований. Модели совершенства содержат критерии, позволяющие проводить сравнительную оценку всех видов деятельности организации, и обеспечивают организации основу для сравнения ее деятельности с деятельностью других организаций. 

    

5. Виды  обеспечения САПР и их характерные  отличия

    Техническое обеспечение САПР

    Автоматизированное  проектирование базируется на применении ЭВМ, поэтому основой САПР является техническое обеспечение, которое можно разделить на следующие группы: сами ЭВМ, компьютерные сети, периферийные устройства и экспериментальные установки для проведения испытаний.

    ЭВМ можно разделить по назначению и техническим характеристикам: рабочие станции на основе персональных компьютеров, серверы, высокопроизводительные ЭВМ коллективного пользования, переносные компьютеры, управляющие оборудованием ЭВМ (на уровне предприятий, цехов, участков, отдельных станков), встроенные в оборудование ЭВМ (микропроцессоры, микроконтроллеры).

    Компьютерные  сети включают сетевое оборудование (маршрутизаторы, свитчи и т. п.), линии связи (оптоволоконные, кабельные), специальное инженерное оборудование серверных (полы, подвесные потолки, шкафы, системы электропитания, климат-контроля).

    Компьютерные  сети необходимы для объединения  всего технического обеспечения  в единую систему и создания, таким  образом, единого информационного пространства.

    Периферийные  устройства: для ввода информации (устройства оцифровки бумажной информации — сканеры, устройства оцифровки реальных объектов — 3d-сканеры); периферийные устройства вывода информации: дисплеи, объёмные дисплеи, устройства печати (принтеры), станки с числовым программным управлением, устройства изготовления чертежей (плоттеры), устройства изготовления физических моделей (3d-принтеры), для обмена информацией между компьютерами и технологическими установками.

    Устройства  накопления информации бывают внутренними  и внешними.

    Программное обеспечение САПР

    Программное обеспечение САПР принято делить на системное и прикладное.

    Системное программное обеспечение: операционные системы, внешние программы для  взаимодействия с операционной системой и техническими устройствами.

    Прикладное программное обеспечение: библиотеки моделей и библиотеки методов, внешние программы для обработки данных.

    Главное различие между системным и прикладным программным обеспечением (с точки зрения САПР) — то, что системное программное обеспечение не участвует непосредственно в процессе проектирования, а выполняет вспомогательные функции, в то время как прикладное программное обеспечение непосредственно используется для получения того или иного проектного результата. Системное программное обеспечение обладает полной инвариантностью (неизменность, независимость от конкретного варианта использования) по отношению к задаче проектирования, в то время как прикладное, наоборот, является предметно ориентированным.

    Программное обеспечение может использоваться типовое, а может разрабатываться в рамках решения конкретной проектной задачи. Типовое программное обеспечение должно обладать универсальностью в пределах всего класса решаемых задач, но это не всегда выполняется, так как при разработке новых объектов и задачи проектирования могут оказаться нетиповыми. Поэтому, как правило, приходится разрабатывать собственное программное обеспечение. В настоящее время создаются программные среды, которые существенно облегчают создание собственного программного обеспечения. Такие среды предоставляют собой инструменты со многими готовыми «полуфабрикатами» для будущих программ, например, математическими библиотеками, графическими интерфейсами и т. д. Большинство современных программ для моделирования устроены именно таким образом. Они позволяют создавать программное обеспечение для конкретного проектируемого объекта на основе уже существующих модулей с возможностью увязки их между собой с помощью кода на том или ином языке программирования (например, Matlab). В результате, собственное программное обеспечение начинает сближаться с типовым.