Концепция комплексной автоматизации производства.

На всех этапах жизненного цикла производства должна учитываться концепция комплексной автоматизации производства. Жизненный цикл производства включает в себя следующие этапы:

1) проектирование производства;

2) подготовка (организация) производства;

2.1) реализация (монтаж) производства на основе созданного ранее проекта;

2.2) отладка и тестирование;

2.3) запуск процесса производства в рабочем режиме;

3) управление производством.

Комплексная автоматизация производствапредставляет собой методологию автоматизации всего производственного процесса с помощью ЭВМ. При комплексной автоматизации производства происходит объединение проектных работ, технологических средств, систем планирования, контроля, управления и т.д. В результате предприятие существенно уменьшает накладные расходы, обеспечивает экономию сырья и энергии, и, соответственно, повышается эффективность производства.

До настоящего времени автоматизация предприятий велась по трем обособленным, независимым друг от друга направлениям:

- АСУП (системы автоматизации управленческой и финансово-хозяйственной деятельности);

- САПР (системы автоматизированного проектирования);

- АСУ ТП (системы автоматизации технологических процессов).

Соответствующие системы проектировались и создавались, исходя из требований разных подразделений предприятия и, соответственно, с различными «правилами игры». Изначально они не подчинялись единым целям и задачам, были слабо связаны между собой физически и информационно, а часто не были связаны вовсе. Каждая из этих систем строилась по своим внутренним законам.

Все вышеперечисленные системы базировались на различных аппаратных, программных и производственных стандартах (например, только в системах АСУТП существует более 10 стандартов). Кроме того, не все системы были полностью открытыми, т.е. допускающими использование в рамках одной системы разнотипного оборудования, выпущенного в разное время различными производителями. В результате потребитель (т.е. предприятие) часто попадало в долгосрочную зависимость от одного производителя оборудования и не имело возможности самостоятельно развивать и модернизировать АСУТП, т.к. это потребовало бы полной замены всего комплекса оборудования. Аналогичная ситуация наблюдалась и на других уровнях автоматизации.

В условиях недостатка информации и ограниченных финансовых ресурсов перед каждым руководителем предприятия стояла задача выбора той или иной системы, тех или иных стандартов, а также направления деятельности, с которого необходимо начинать автоматизацию.

В результате на большинстве предприятий автоматизация проводилась без четкого плана, на различных подразделениях и участках подчас внедрялись различные, не совместимые между собой системы. Как следствие, реальный эффект от внедрения таких систем оказывался значительно ниже ожидаемого.

Такое автоматизированное предприятие по многообразию используемых стандартных и нестандартных аппаратных и программных средств напоминает разноцветное лоскутное одеяло. Однако, этап «лоскутной автоматизации» проходят или уже прошли практически все современные предприятия. Наличие данного этапа означает неготовность руководства и персонала предприятия, а также поставщиков и разработчиков систем автоматизации, к внедрению систем комплексной автоматизации производства. Однако прохождение этапа «лоскутной автоматизации» позволяет накопить опыт, осознать серьезность и важность задач автоматизации, осознать необходимость дальнейшего развития систем автоматизации на новом качественном уровне.

В связи с этим в учебные планы Вузов и вводятся дисциплины, подобные нашей, цель которых состоит в том, чтобы заранееподготовить технический персонал и управляющие кадры к работе в современных условиях комплексной автоматизации производства.

В настоящее время наблюдаются следующие основные тенденции развития автоматизации.

1. Типизация и стандартизация средств

Межфирменная, национальная, континентальная, международная типизация и стандартизация отдельных характеристик программных и технических средств повышает их качественный уровень, облегчает взаимодействие средств разных фирм, обеспечивает четкое соответствие между требованиями заказчика и возможностями производителя. Под типизацией выше понимается практическая (а не формальная) стандартизация, приводящая к тем же общим для подавляющего большинства фирм решениям, хотя и не зафиксированных в каких-либо документах независимых организаций, вырабатывающих стандартизированные решения. Данная тенденция является основой развития и совершенствования всех видов средств, она постепенно охватывает все большее число разных характеристик этих средств, имеющих важное значение для пользователей.

В некоторой степени стандартизация может замедлять научно-технический прогресс в областях развития тех характеристик средств, которые подверглись стандартизации; но этот возможный недостаток с лихвой перекрывается преимуществами, которые дает развитие стандартизации при конкретном применении средств автоматизации.

2. Открытость средств

Открытость программных и технических средств разных фирм друг к другу (совместимость продуктов независимых поставщиков) производится путем унификации их интерфейсов. Фактически, унификация интерфейсов есть частный случай общей типизации и стандартизации средств автоматизации, при которой вне зависимости от внутренних свойств и характеристик средства формируются его типовые связи с внешним миром.

Концепция открытости обозначает наличие ряда свойств у унифицированных интерфейсов:

- отсутствие патентов или авторских прав на стандарты унификации;

- отсутствие лицензионной платы за использование этих стандартов;

- право собственности на стандарты принадлежит некоммерческим, профессиональным организациям;

- сами стандарты получены путем открытого обсуждения их проектов между ведущими производителями средств и их крупнейшими пользователями.

Концепция открытости позволяет потенциальному заказчику не быть заложником фирм, продукция которых уже используется на предприятии. При каждой модификации систем автоматизации или их расширении, благодаря этому свойству, заказчик может выбирать новые средства из всего спектра продукции, представленного на рынке, при условии наличия у новых средств и у уже эксплуатирующихся средств соответствующих открытых интерфейсов.

3. Модульность средств

Модульность построения отдельных программных и технических средств позволяет производить сборку конкретных средств и систем с индивидуальными свойствами из набора открытых (зачастую стандартизированных) модулей (компонентов). Развитие этой тенденции, наряду с общими тенденциями открытости и стандартизации, позволяет производителям средств создавать наиболее точно соответствующие требованиям заказчика проектно-компануемые средства; позволяет системным интеграторам собирать из готовых модулей разных производителей нужные средства и системы управления или их значительные части; позволяет потребителям при модернизации систем в процессе эксплуатации значительно экономить финансы путем замены не средств, а только отдельных входящих в них модулей.

4. Сквозной сетевой доступ к информации

Сквозной сетевой доступ к информации на всех уровнях управления позволяет единообразно и просто для конечных пользователей производить оперативный обмен информацией между операторами технологических процессов, цеховым руководством, диспетчерами производства, работниками различных служб предприятия, его дирекцией; причем этот доступ не зависит от расстояния и действует вплоть до связей с пользователями через глобальную сеть Internet. Это свойство достигается информационной прозрачностью друг к другу всех сетей предприятия: корпоративной, информационных, промышленных и полевых, всех баз данных разных уровней управления, информационным выходом всех уровней управления на Internet. Возможности иметь на любом уровне управления объективную, оперативную информацию о ходе производства и о всех происходящих на предприятии событиях существенно повышают степень информированности руководства о текущих производственных ситуациях, позволяют своевременно принимать необходимые управляющие решения и упрощают интеграцию отдельных информационных и управляющих систем на предприятии. Распространение и грамотное использование этого свойства в перспективе позволит резко повысить рациональность управления при любых нештатных и аварийных ситуациях на производстве, а также лучше согласовывать работу отдельных подразделений.

5. Интеграция

Современное предприятие с каждым годом все более насыщается различными средствами и системами автоматизации и компьютеризации в разных сферах ее деятельности: на отдельных участках производства, в диспетчерских службах и плановых отделах, на производственных складах, в лабораториях качества продукции, в ремонтных цехах, в различных подразделениях заводоуправления и т. д.. Ввиду этого все более остро встают вопросы связей этих средств и систем между собою, взаимного перетока информации между ними, интеграции отдельных частных систем в единую компьютерную систему поддержки управленческих решений по всем сферам деятельности предприятия. Говоря языком, принятым у нас в 70-80-ые годы, речь идет об интеграции отдельных АСУ ТП, о создании интегрированной АСУП, об оперативной информационной связи между всеми АСУ ТП и АСУП.

Задачам интеграции уделяется все большее внимание, поскольку без их решения нельзя получить должную отдачу от внедрения отдельных средств и систем автоматизации; более того, зачастую эффект от работы отдельных систем полностью гасится общей несогласованностью их работы.

Пути интеграции средств и систем облегчаются их типизацией и стандартизацией. На разных уровнях управления, в разных областях деятельности применяются разные способы расширения сфер обслуживания системами автоматизации.

В области управления производством получают распространение MES-системы, информационно объединяющие АСУ ТП различных производственных участков и оперативно связывающие диспетчерские службы и плановые отделы с производственными цехами и участками.

В области организационно-хозяйственного управления (управления бизнес процессами) развиваются ERP-системы, создающее единое информационное поле предприятия, охватывающее и автоматизирующее основные службы предприятия: производственное планирование, управление логистикой, обслуживание оборудования, бухгалтерию и финансовый менеджмент, взаимоотношения с клиентами и поставщиками, работу с персоналом, маркетинг.

Интеграция выходит за рамки предприятия: начинают внедряться системы CALS-технологии - информационные системы, охватывающие весь жизненный цикл изделий: конструирование, производство, продажу, внедрение у клиента, эксплуатацию и обслуживание, утилизацию.

6. Аутсорсинг

Аутсорсинг, т. е. применение готовых разработок и готовых программных и технических продуктов сторонних фирм, как частей своих разрабатываемых средств и систем, все более широко используется не только мелкими производителями, но и крупными, многопрофильными компаниями. Он становится все более распространенным ввиду развития открытости и стандартизации характеристик средств и позволяет производителям фокусироваться на разработке той части продукта, которая является предметом своей ключевой компетенции и закупать остальные части проектируемых средств у других производителей. Это ведет к ускорению выхода конечного продукта на рынок, упрощению любой модернизации готового продукта, экономии средств на его разработку и модернизацию. Это позволяет также достаточно небольшим фирмам выпускать на рынок мощные средства и системы автоматизации и конкурировать с ведущими транснациональными компаниями в данной области.