Концепция компьютерной поддержки проектирования и управления компактным машиностроительным производством

Изготовление конкурентоспособной продукции в условиях комплексного ресурсосбережения на современном машиностроительном предприятии предполагает использование компактных производственных систем (КПС) – организационно-технических комплексов, сочетающих свернутость в пространстве и во времени с минимально необходимым уровнем функционально-ресурсной избыточности и поддерживаемых интеллектуальными средствами компьютеризированного планирования, проектирования, мониторинга и управления [1]. Логистика манипулирования предметом производства в компьютеризированном процессе изготовления изделия (рис. 1) [2] управляется посредством «сквозной» трансформации информационного образа продукции (рис. 2) от ментальной через знаковую в предметную его форму [3].

Рисунок 1 – Материальный и информационный потоки в процессе производства машиностроительной продукции

В связи с этим систему компьютерной поддержки принятия инженерных решений (СППР) на этапах проектирования КПС необходимо строить на рекрематическом подходе к анализу и синтезу процесса компактного производства [4]. В то же время для обеспечения устойчивости производственной рекрематики при проектировании и эксплуатации КПС разрабатываемая СППР должна информационно охватывать смежные этапы производственно-коммерческого (жизненного) цикла продукции, в частности, чтобы обеспечить согласно закону Р.У. Эшби о необходимом разнообразии при организации и управлении определенную «свободу маневра» в пространстве состояний КПС.

СПРОС

Рисунок 2 - Семиотическая модель преобразования спроса на продукцию в объект потребления

Структура распределенной СППР включает в себя несколько подсистем, назначение которых, прежде всего, определяется главными задачами тех или иных этапов производственно-коммерческого цикла (рис. 3). Так, например, поддержка решения задач маркетинга основана на автоматизированной технологии «добычи данных» (Data Mining) с применением методики «On-Line Analytical Processing» (OLAP) – для быстрого анализа разделяемого многомерного информационного пространства. При этом проектировщики КПС получают интуитивно понятную модель данных, организованных в виде многомерной системы, осями координат которой служат основные атрибуты процесса планируемого производства. На пересечениях осей «измерений» (Dimensions) находятся данные, количественно характеризующие процесс – т.е. «значения» (Measures). Это могут быть объемы продаж в штуках или в денежном выражении, издержки и т. п. В качестве одного из измерений используется время. Специалист, анализирующий информацию (также как и Лицо, Принимающее Решение в проектировании КПС), может «разрезать куб» по разным направлениям, получать сводные или детальные сведения. Многомерность в OLAP-приложениях разделена на три уровня:

• -    многомерное представление данных, обеспечивающее визуализацию и манипулирование ими (слой многомерного представления абстрагирован от физической структуры данных и воспринимает данные как многомерные);

• -    многомерная обработка – средство формулирования многомерных;

• -    многомерное хранение – средства физической организации данных, обеспечивающие эффективное выполнение многомерных запросов.

Таким образом, укрупненный OLAP алгоритм состоит из:

• -    получения данных в виде плоской таблицы или результата выполнения, например, SQL запроса;

• -    кэширования и преобразования данных к «многомерному кубу» – т.е. тензору ;

• -    отображения построенного тензора при помощи кросс-таблицы (диаграммы и т.п.).

В общем случае к одному тензору может быть подключено произвольное количество таких отображений (рис. 4).

Кросс-таблица является основным прикладным, и поэтому наиболее распространенным способом представления тензора. В ней отображаются:

• -    строки и столбцы, содержащие обобщенные результаты маркетингового анализа;

• -    ячейки, в которые заносятся актуальные факты;

• -    элементы, содержащие информацию о принятых размерностях.

Тензорный подход к созданию программно-информационного обеспечения СППР маркетинга на основе OLAP-технологии органично интегрируется в САПР КПС, идеология которой [5] зиждется на тензорном преобразовании аспектов (локусов) распределенной базы данных участников процесса группового проектирования.

Эмшиммческая

CALS                                                   ими)

- Ф.НКПЫ реализации «рзипкодпмемиаг» проикса,---^^ ^„„„„^ Произ*№,н!т.о.Юм*ер«с^ нимл.

Рисунок 3 – Компьютерная поддержка компактного интеллектуального производства (процессная IDEF-модель)

Матрица

Тензор

Кросс-таблица/ Диаграмма

Рисунок 4 – Структура OLAP-подсистемы проектирования КПС

Результаты маркетингового (OLAP) анализа представляют собой исходную информацию для структурирования и управления функционированием КПС. Задачу (оперативного) управления компактным производством целесообразно решать средствами так называемых SCADA-систем. Под термином SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) понимается инструмент разработки программного обеспечения систем управления технологическими процессами в реальном времени, состоящий из трех основных компонентов: удаленный терминал (где в режиме реального времени обрабатываются задачи); главный терминал (диспетчерский пульт управления) и каналы связи. При этом решаются следующие основные задачи:

• -    обмен данными с контроллерами (платами ввода/вывода) и обработка информации в реальном времени;

• -    отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме (человеко-машинный интерфейс);

• -    ведение базы данных реального времени с технологической информацией;

• -    аварийная сигнализация; подготовка отчетов о ходе технологического процесса;

• -    осуществление сетевого взаимодействия и обеспечение связи с внешними приложениями.

В КПС знания, содержащиеся в OLAP-тензоре, с необходимостью востребованы и средствами CRM-технологии (Customer Relationships Management) управления взаимоотношениями с клиентами, в том числе при:

• 1)    управлении контактами – анализ информации о клиенте и истории контактов с ним (может включать сведения о цикличных продажах и периодичности пополнения клиентских запасов собственной продукции);

• 2)    управлении   деятельностью – диспетчирование   территориальных

подразделений, работающих с потребителями;

• 3)    управлении связью – создание самостоятельного программного модуля передачи информации, обеспечения ее сохранности и репликации;

• 4)    прогнозировании – предоставление информации о перспективных планах продаж, а также прогнозов или данных маркетинговых исследований компании;

• 5)    управлении возможностями – программное приложение, основанное на базе знаний, содержащее рекомендации по привлечению потенциальных клиентов и описывающее возможные активаторы потребительского спроса;

• 6)    управлении заказами – поддержка информации о наличии товара на складе и размещение заказов на доставку или производство продукции в on-line режиме;

• 7)    управлении документацией – разработка и внедрение стандартов, отчетов и информационно-рекламных материалов;

• 8)    анализе продаж – модуль аналитической обработки результатов как собственных продаж, так и компаний-конкурентов;

• 9)    формировании базы данных о характеристиках продуктов – самостоятельный или интегрированный в автоматизированную систему управления производством (АСУП) модуль, отвечающий за хранение информации об альтернативных продуктах и их ценовых характеристиках;

• 10)    информационном обеспечении маркетинга – поддержка обновляемой информации (о продуктах, ценах, рекламных мероприятиях, результатах исследований и т.п.).

В заключение следует отметить, что рассмотренная СППР при проектировании и управлении КПС когнитивно и программно-технически связывает основные модули САПР КПС, в частности, стандартными средствами CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support). В этих условиях результаты OLAP анализа используются     программно-методическим     комплексом     организационно технологического проектирования (макроструктурирования) системы компактного производства, реализующим процедуру формирования производственного профиля КПС, в свою очередь, включающую следующие операции:

• -    поиск областей активности в континууме хозяйственной деятельности;

• -    анализ характера и перспектив деятельности;

• -    определение множества потенциально выгодной продукции.

В тоже время возможности SCADA системы используются при реконструкции адаптера комплекса технических средств на этапе адаптивной структурной настройки КПС в соответствии с изменениями конъюнктуры рынка выпускаемой продукции.