PDM-системы для управления ТПП

Выше уже отмечалась важность автоматизации решения задач управления подготовкой производства в АСТПП. Управление ТПП строится на основе хранения и использования информации об изделии на определенных стадиях его жизненного цикла.

В соответствии со стандартами ISO 9000:2000, Жизненный Цикл Изделия (ЖЦИ) охватывает все стадии жизни изделия - от изучения рынка перед проектированием до утилизации изделия после использования. Компьютерная поддержка этапов ЖЦИ строится на основе применения так называемых CALS-технологий (CALS - Continuous Acquisition and Life-Cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта). В качестве одного из базовых инструментов реализации CALS-технологий выступают системы класса PDM (Product Data Management).

Первые PDM-системы появились в конце 80-х - начале 90-х годов. Их появление было вызвано необходимостью повышения эффективности автоматизации проектирования при коллективной работе конструкторов над одним сложным изделием. Дополнительно к системам автоматизации проектирования (САПР) требовалось программное обеспечение, которое отслеживало бы состав всех файлов проекта, создаваемых в САПР, на предмет их целостности, непротиворечивости и актуальности.

Разработкой первых PDM-систем наиболее плодотворно занимались создатели мощных САПР, которые раньше других поняли, что успешное внедрение этих САПР требует решения вопросов взаимной увязки конструкторских данных, надежного хранения наработок каждого из участников проекта, обеспечения нужных уровней доступа ко всей проектной информации.

При таком подходе исходными данными для работы PDM становились:

структура изделия (получаемая напрямую из среды САПР);

структура отношений между участниками проекта;

дополнительная производственная информация, относящаяся к проекту в целом.

Областью применения первых PDM-систем были группы проектировщиков. Основной целью при этом было устранение несогласованности автоматизированной коллективной работы. Упорядочение, рационализация и координация движения проектной информации внутри группы конструкторов-проектировщиков и достигались за счет применения этих PDM.

По мере возникновения новых задач и требований, системы PDM развивались и претерпевали изменения. Каковы же основные требования к современной PDM-системе?

Главная цель PDM - поддержка электронного описания продукта (изделия) на всех стадиях его жизненного цикла. Эта поддержка должна обеспечивать решение следующих задач:

1.Ведение проектов: управление работами, процедурами и документами в составе проекта, контроль за выполнением проекта.

2.Планирование и диспетчирование работ.

3.Распределение прав доступа к информации между отдельными участниками проекта или их группами.

4.Организация и ведение распределенных архивов конструкторской, технологической и управленческой документации (электронные архивы).

5.Управление изменениями в документации: контроль за версиями документов, ведение протокола работы с документами, листов регистрации изменений и извещений.

6.Фиксирование стандартных этапов прохождения документов, контроль за прохождением документов по этапам.

7.Интеграция с CAD/CAM-системами и их приложениями, используемыми при проектировании.

8.Контроль целостности проекта.

9. Поиск необходимой информации в проекте на основании запросов.

В силу ее использования большим числом специалистов, PDM является многопользовательской системой, которая работает в компьютерной сети. Она организует единое информационное пространство предприятия, обеспечивая создание, хранение и обработку информации в единой базе данных с помощью системы управления базами данных (СУБД).

 

49. Типовая функциональная структура АСУ ТП. Требования, предъявляемые к АСУ ТП.

Развитие экономико-математических методов управления с широким использованием современной вычислительной техники позволило существенно облегчить работу оператора при управлении сложными технологическими объектами. В результате появились человеко-машинные системы управления технологическими процессами, в которых обработка информации и формиро­вание оптимальных управлений осуществляются человеком с помощью управляющей вычисли­тельной машины (УВМ). УВМ в этом случае является многоканальным информационно-управляющим устройством в системе автоматизированного управления технологическим процессом.

Рис. 2.3. Типовая структура централизованной АСУ ТП

В зависимости от распределения информационных и управляющих функций между человеком и УВМ, между УВМ и средствами контроля и регулирования возможны различные принципы построе­ния АСУ ТП. Наибольшее распространение в промышленной прак­тике нашли три принципа построения АСУ ТП: централизованные АСУ ТП, АСУ ТП с супервизорным управлением и децентрализо­ванные распределенные АСУ ТП. Типовая структура централизованной АСУ ТП (рис.2.3) включает в себя устройство связи с объектом (УСО) и УВМ, осуществляющую централизованное управление одним или несколькими технологическими процессами. Надежность всего комплекса определяется в этом случае надежностью УСО и УВМ, и при выходе их из строя нормальное функционирование технологического оборудо­вания невозможно. Характерным примером централизованной АСУ ТП является система, УВМ которой непосредственно вырабатывает оптимальные регулирующие воздействия и с помощью соответствующих преоб­разователей передает команды управления на исполнительные устройства (механизмы). Централизованные АСУ ТП, УВМ которых работают в таком режиме, называются системами с непосредствен­ным или прямым цифровым управлением (ПЦУ). В АСУ ТП с ПЦУ оператор должен иметь возможность изменять уставки, контроли­ровать избранные переменные, варьировать диапазоны допусти­мого изменения переменных, изменять параметры настройки и иметь доступ к управляющей программе. Для обеспечения этих функций необходимо иметь сопряжение (человек — машина) в виде пульта оператора и средств отображения информации. Применение УВМ в режиме ПЦУ позволяет строить програм­мным путем системы регулирования по возмущению, комбинированные системы каскадного и многосвязного регулирования, учитывающие связи между отдельными частями объекта управления. ПЦУ позволяет реализовать не только оптимизирующие функции, но и адаптацию к изменению внешней среды и перемен­ным параметрам объекта. В системах с ПЦУ упрощается реализация режимов пуска и остановки процессов, переключение с ручного управления на автоматическое, операции переключения исполнительных механизмов. Главный недостаток систем с ПЦУ заключается в том, что при отказе в работе УВМ объект теряет управление. Несмотря на высокую надежность всех средств системы, отказы в УВМ возможны, и это обстоятельство необходимо особо учитывать при построении АСУ ТП с ПЦУ. Более широкими возможностями и лучшей надежностью обладают АСУ ТП, в которых непосредственное регулирование объектами ТП осуществляют ЛР, а УВМ выполняет функции «советчика» в так называемом супервизорном режиме. Типовая структура супервизорной АСУ ТП изображена на рис.2.4. По данным, поступающим от датчиков (Д) локальных подсистем через УСО, УВМ вырабатывает значение уставок в виде сигналов, поступающих непосредственно на входы систем автоматического регулирования. Основная задача супервизорного управления — автоматическое поддержание процесса вблизи оптимальной рабочей точки. Кроме того, супервизорное управление позволяет оператору-технологу использовать плохо формализуемую информацию о ходе технологического процесса, вводя через УВМ коррекцию уставок, параметров алгоритмов регулирования в локальные контуры. Например, оператор вводит необходимые изменения в управление процессом при изменении сырья и состава вырабатываемой продукции. Это требует определения новых значений коэффициентов урав­нений математической модели объекта управления, что может выполняться любой другой внешней ЭВМ или самой УВМ, если она не загружена.

Рис. 2.4. Типовая структура АСУ ТП с супервизорным режимом работы УВМ

Работа информационно-измерительной части системы суперви­зорного управления практически не отличается от рассмотренной выше системы. Функции оператора в этом случае сводятся лишь к наблюдению, а его вмешательство необходимо только в аварийных ситуациях. Достоинство системы супервизорного управления состоит в том, что УВМ в ней не только автоматически контролирует процесс, но и автоматически управляет им вблизи оптимальной рабочей точки. Рассматриваемая система управления технологическим процессом является многоканальной как в информационной части, так и на уровне оптимизации.

К АСУТП в целом предъявляются следующие основные требования. Она должна:

· осуществлять управление ТОУ в целом в темпе протекания производственного (технологического) процесса в соответствии с принятыми критериями эффективности функционирования АТК (критериями управления АСУТП);

· выполнять возложенные на нее функции с их заданными ха­рактеристиками;

· обладать требуемый уровнем;

· обеспечивать возможность взаимосвязанного функционирования с системами управления смежных уровней иерархии и другими, то есть обладать свойством совместимости, в первую очередь технической и информационной;

· отвечать эргономическим требованиям, предъявляемым к системам, в частности по способам и форме представления информации оператору, по размещению технических средств, по цветовым решениям, комфортности диспетчерских и операторских пунктов ит.д.;

· обладать требуемыми метрологическими характеристиками измерительных каналов;

· допускать возможность модернизации и развития в пределах, предусмотренных техническим заданием на создание АСУТП;

· функционировать в условиях, указанных в ТЗ на систему;

· обеспечить заданный средний срок службы с учетом прове­дения восстановительных работ, указанных в технической документа­ция на основные составные части АСУТП.

50. Критерии управления АСУ ТП.

Состав АСУ ТП включает в себя множество элементов и позволяет управлять, контролировать различные технологические процессы, промышленные технологические объекты, энергетику, транспорт. Схема автоматизированной системы управления производством осуществляет организацию производства, куда входят все производственные процессы, исходящая и входящая логистика. Помогает реализовать краткосрочное планирование выпуска продукции, учитывая все производственные мощности, производит анализ качества продукции, модулирует производственный процесс. Для решения подобных задач чаще всего применяют MES и MIS системы, а так интегрируютLIMS – системы.

1. Технический параметр (показатель процесса, выходные характеристики продукции).
2. Экономическо – технический параметр (себестоимость товара, производительность).
3. Основные функции автоматизации - строгий комплекс действий определенной системы, направленный на осуществление индивидуальных целей управления. Делят АСУ на следующие виды (функции):
4. Информационные – отвечают за сбор, адресную обработку и предоставление полной информации о состоянии работающей системы обслуживающему персоналу либо передача информации для ее обработки.
5. Управляющие – главный ее принцип разработка и обработка управляющих воздействий на определенную систему.
6. Вспомогательные - реализуют процесс работы внутрисистемных задач

.