Статья: ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАУКОЕМКИХ ТЕХНОЛОГИЙ В КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ (ОБЗОР) (2016)

Обсуждаются вопросы применения информационного обеспечения в автоматизированных системах для конструкторско-технологических работ в их связи с методиками традиционного конструкторско-технологического обеспечения в производственных процессах машиностроения. Показывается необходимость модификации действующих методик конструкторских и технологических работ с учетом развития информационных систем.

Рассмотрены основные подходы к созданию системы информационного сопровождения производственных процессов на машиностроительном предприятии в условиях единичного и мелкосерийного производства, обозначены контрольные точки, в которых замеряется состояние изготовления, и предложены показатели, на базе которых может быть построена система мониторинга за выполнением заказа.

Рассмотрены проблемы повышения эффективности и рационализации расходов современного предприятия. Предложена методология “Бережливого производства” как действенный метод управления производственной компанией. Описаны требования, предъявляемые к современным предприятиям для увеличения конкурентоспособности в агрессивной среде. Особое внимание уделено системе 5S - подходу для создания высокопродуктивной рабочей среды. Представлены ключевые выгоды внедрения технологии 5S как средства снижения расходов и повышения безопасности рабочей среды. Подробно описаны все пять компонентов, образующих систему 5S. В условиях конкурентной борьбы предприятия вынуждены непрерывно повышать качество процессов, производимых продуктов, продуктивность рабочего персонала, а также сокращать издержки.

Рассмотрены вопросы организации и управления целеустремленной системой формирования производственной системы изготовления изделий. Функционирование такой системы возможно только при наличии информационных обратных связей. Предлагаемая структура таких связей позволяет в режиме последовательных итераций получить наилучшие результаты формирования производственной системы.

Рассмотрен способ применения функционально-воксельного моделирования (ФВМ) в задачах обхода препятствий как альтернатива существующим способам. Особенностью способа является алгоритм формирования среды с помощью R-функционального представления воксельных геометрических моделей. Основным преимуществом способа является возможность управления степенью кривизны прокладываемого пути.

Проведен обзор информации об использовании возможностей 3D печати в создании машиностроительных деталей автомобиля. Построены с использованием новых конструктивных средств теории R-функций математическая и компьютерная модели кронштейна масляного фильтра и втулки с целью реализации 3D-печати. Проведено поэтапное построение уравнений этих деталей. Значительное внимание уделено возможности оперативно менять математическую и компьютерную модели, используя конструктивные средства теории R-функций.

Проект “Прорыв” реализуется Госкорпорацией “Росатом” в целях разработки ядерных энерготехнологий нового поколения. Информационная модель проекта “Прорыв” разработана как структурированная совокупность электронных данных и документов о разрабатываемых объектах и технологиях, необходимая и достаточная на каждом этапе их жизненного цикла для научно-технического обоснования принятых решений, проверки критериев конкурентоспособности, минимизации затрат. Актуализация информационной модели является основным инструментом, определяющим динамику обоснования и оптимизации разрабатываемых объектов. Необходимые условия для актуализации информационной модели созданы за счет внедрения автоматизированного процесса управления результатами, формируемыми при реализации проекта. Достаточные условия для актуализации информационной модели должны быть заложены в требования государственных контрактов на выполнение работ и при разработке дорожных карт проекта “Прорыв”.

С каждым годом растет доля компьютерных инженерных расчетов в рамках обоснований безопасности и эксплуатационных характеристик изделий и объектов. Повышается сложность и масштабность расчетных моделей, проводятся сложные мультифизичные расчеты. Для решения вопросов управления растущими объемами данных и процессов расчетных обоснований, российские предприятия постепенно начинают применять в своей практической работе автоматизированные информационные системы управления расчетными данными и процессами расчетных обоснований (системы SPDM-класса, англ. Simulation Processes and Data Management). Одними из наиболее сложных задач при внедрении таких систем является настройка и автоматизация процессов управления расчетами и интеграция системы в единую информационную среду предприятия. В статье представлено описание подходов в решении данных задач и их реализация на примере “Системной оболочки” - системы управления расчетными данными и процессами расчетных обоснований, разрабатываемой в рамках проектного направления “Прорыв” для предприятий атомной отрасли и позволяющей учитывать их особенности и стандарты при проведении расчетных обоснований.

Представлен краткий аналитический обзор докладов XV Международной конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» (CAD/CAM/PDM - 2015). Доклады на конференции представлены по следующим направлениям: организация структур технических и программных средств проектирования и управления, средства взаимодействия, структуры данных, виртуальная реальность; проектирование в машиностроении и электронике; системы управления этапами жизненного цикла промышленного продукта, PDM-системы.

Рассматривается методика моделирования слабосвязанных систем на базе математического описания системы в виде блочно-диагональной окаймленной структуры. Показывается, что реализация такого подхода обеспечивает существенное увеличение эффективности программного обеспечения по затратам требуемой оперативной памяти и по скорости решения задачи моделирования. Устанавливается методика построения вычислительного процесса на основе компактной формы описания разреженных блочных матриц отдельных подсистем в структурно-симметричном фиксированном формате. Для возможности учета новых ненулевых элементов в компактном описании моделируемой системы предлагается использовать двухэтапную процедуру формирования такого описания и приводится реализация двухэтапной процедуры обработки диагональных блочных матриц на основе этапов символьного и численного анализа.