Процессный подход itil

Предметом рассмотрения ITIL является предоставление и поддержка ИТ-сервисов, соответствующих бизнес-потребностям предприятия. Именно услуги(сервисы), которые предоставляет служба ИТ, считаются центральными компонентами ITIL. Сервисная ориентация определяет подход к взаимодействию ИТ-отдела и бизнес-подразделений и предполагает предоставление бизнес-подразделениям услуг в сфере ИТ — в отличие от «технологического» подхода, при котором ИТ-отдел предоставляет системы, программы, модули и т. п. Услуги при этом описываются и характеризуются в терминах и с точки зрения бизнес-процессов. Определяется также уровень, на котором предоставляются услуги. Тем самым создается основа для эффективного взаимодействия, при котором, с одной стороны, ИТ-инфраструктура соответствует требованиям и ожиданиям бизнеса, а с другой — определяются критерии оценки качества работы ИТ.

Процессный подход, основанный на ITIL, позволяет добиться требуемой эффективности при заданных затратах. Прежде всего, деятельность ИТ должна строиться в виде процессов (под процессом понимается некоторая последовательность шагов, направленных на достижение определенного результата). Управление ИТ-инфраструктурой описывается как комплекс процессов, затрагивающих различные структурные подразделения и направленных на достижение определенных целей. Для каждого процесса определяются роли, процедуры, входящая и исходящая информация. Деятельность по процессу предполагает эффективное ролевое взаимодействие, направленное на достижение поставленной цели независимо от места участников процесса в организационной структуре ИТ-департамента. В процессной модели ITIL выделяются следующие группы процессов управления ИТ:

- на уровне инфраструктуры (ICT Infrastructure Management) — дизайн и планирование, распространение, сопровождение и техническая поддержка (Управление инфраструктурой состоит из управления системами, сетями, базами данных, ПК и распространением ПО);

- на уровне поддержки услуг (Service Support) — управление инцидентами, управление проблемами, управление конфигурациями, управление изменениями, управление релизами;

- на уровне предоставления услуг (Service Delivery) — управление уровнем услуг, финансовое управление ИТ-услугами, управление доступностью, управление непрерывностью услуг, управление мощностями.

В процессной модели ITIL можно выделить три уровня взаимодействия бизнес-подразделений и ИТ- департамента: операционный (взаимодействие с пользователями), тактический (взаимодействие с заказчиками) и стратегический (согласование целей бизнеса и ИТ). Процессы тактического и операционного уровней относятся к разделу Сервис Менеджмента (управления услугами) и занимают центральное место в библиотеке ITIL.

Процессы itil

Процессы — это один из ключевых элементов реализации ИТ Сервис Менеджмента. Именно в этом элементе находятся и учитываются организационные аспекты (определения ролей и ответственности, организационная структура, навыки и тренинги), технологические аспекты (управление инфраструктурой и архитектура инструментария), сервисные аспекты (уровни сервисов, соглашения о сервисах, сервисные каталоги, метрики сервисов с отчетами об уровнях). ITIL — это первый, фундаментальный и неотъемлемый блок в реализации ITSM. Остальные три блока — это, прежде всего, сама организация, со своей политикой и принципами руководства. Затем — правильно подобранный персонал. Последний элемент — технологическая инфраструктура обеспечения качества услуг. Только объединенные вместе эти четыре ключевые элемента (процессы, организация, люди, технология) дают общую философию ИТ Сервис Менеджмента, в отличие от изолированного подхода, когда каждый из них живет сам по себе, иногда соприкасаясь или слабо взаимодействуя с остальными.

Концепция Управления ИТ-сервисами предлагает новый взгляд на организацию функционирования ИТ-подразделений, порядок управления этими подразделениями, пути повышения эффективности использования ресурсов. Стремясь соответствовать наметившимся тенденциям, крупные игроки на рынке ИТ создали целый ряд решений, ориентированных на воплощение концепции в жизнь. Например, компания Hewlett-Packard, которая не только подготовила и развивает линейку соответствующих продуктов, но и внедрила ITSM в своих подразделениях, разработав собственную модель проведения таких внедрений.

Следует отметить, что ITIL не предлагает детального описания процесса внедрения необходимых процедур для реализации предлагаемых рекомендаций. Все ограничивается выдачей высокоуровневых рекомендаций, говорящих о том, что должно быть в результате, при этом оставляя вопрос реализации открытым и зависящим от специфики основного вида деятельности компании. Акцент делается на проверенном практикой подходе, который может быть реализован различными способами, в зависимости от обстоятельств.

Библиотека ITIL не является методом, наоборот, она предлагает структурированную основу для планирования наиболее часто используемых процессов, ролей и видов деятельности, определяя связи между ними и необходимые виды коммуникации. ITIL не ставит под вопрос и не меняет все существующие методы управления информационными технологиями. Напротив, в каждой, хоть сколько-то осмысленно организованной ИТ-среде, наверняка уже реализованы ее важные базовые функции.

Ценность ITIL заключается в наличии готовых предложений и рекомендаций по широчайшему спектру вопросов развертывания и сопровождения ИТ-сервисов. Руководства ITIL позволяют компаниям стандартизировать и использовать лучший метод организации ИТ-производства, делая это таким образом, что становится очевидна зависимость бизнеса от информационных технологий. В конечном счете, успешное внедрение рекомендаций ITIL зависит от гибкости используемого программного инструментария, от возможности настроить приложение под конкретные процедуры в работе персонала по развертыванию и сопровождению ИТ-сервисов.

ОАО «Центртелеком» Воронежский филиал

Федорков Е.Д., Кольцов А.С., Асташева Е.И.

ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННОЙ КАРТОТЕКИ АТТЕСТОВАННЫХ КАДРОВ ВЫСШЕЙ КВАЛИФИКАЦИИ

Важная роль в формировании кадрового потенциала страны отводится государственной системе аттестации научных и научно-педагогических кадров, состоящей из Высшей аттестационной комиссии и диссертационных советов по защите докторских и кандидатских диссертаций.

Разработка БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации» по специалистам, аттестационным Высшей аттестационной комиссией, проводилась с учетом требований: адекватность информации состоянию предметной области, надежность функционирования, простота и удобство использования, защита информации, возможность расширения и др.

Особое внимание было уделено реализации принципа интеграции данных и их полноты. Это связано с тем, что информация о защищенных диссертациях хранится в нескольких местах.

В Управлении государственной аттестации научных и научно-педагогических работников Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки ведется База данных «Ученые России», которая содержит информацию о соискателях ученых степеней, результатах защиты диссертаций, специалистах, принимавших участие в экспертизе (официальные оппоненты, научные руководители), внедрении (использовании) результатов работ и т.д.

Сведения о защищенных диссертациях также хранятся во Всероссийском научно-техническом информационном центре (ВНТИЦ). Информация, которая основывается на поступающих во ВНТИЦ информационных картах диссертаций, по своей структуре аналогична БД «Ученые России».

Информация об ученых, работающих в диссертационных советах, содержится в БД «Диссертационные советы» Управления государственной аттестации научных и научно-педагогических работников.

Как показывает анализ указанной информации, имеет место дублирование сведений, их неполнота. Кроме того, отсутствует ряд необходимых сведений. Например, информация о номерах дипломов доктора и кандидата наук и аттестатов профессора и доцента, отсутствие которых затрудняет поиск в ряде случаев нужного специалиста, а также проверку наличия ученых степеней и ученых званий.

Информация о выданных дипломах содержится только в регистрационно-учетных карточках соискателей. В регистрационно-учетную карточку, которая поступает вместе с аттестационным делом соискателя, после решения вопроса о присуждении ученой степени вносится номер выданного диплома. Карточки помещаются в картотеку ВАК. Картотека хранится и обслуживается сотрудниками Управления государственной аттестации научных и научно-педагогических работников. При этом отсутствует автоматизированное накопление, хранение и обработка информации, содержащейся в картотеке ВАК.

В результате выполненных работ определена архитектура БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации», включающая комплекс баз данных и специальное программное обеспечение. БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации» реализует функции информационной системы, обеспечивающей ввод, хранение, пополнение, поиск и предоставление информации.

Центральным информационным блоком системы является массив учетно-поисковых данных по аттестационным делам на соискание ученой степени и ученого звания, поступающим на рассмотрение в ВАК. Основу такого описания составляют персональные данные (ФИО, год рождения, гражданство), а также данные о присужденных степенях и званиях (дата защиты диссертации, шифр диссертационного совета, название организации, шифр специальности по классификатору специальностей, тематическая рубрика ГРНТИ и т.п.).

С точки зрения организационно-функциональной БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации» является ретроспективной справочно-информационной системой, обеспечивающей обработку запросов внешних пользователей и тех, которые не имеют прав доступа к соответствующим базам данных ВАК. Особенностью является то, что банк данных, формируемый по накопительной схеме (и, в зависимости от периода, из разных информационных источников), в дальнейшем может стать центральной справочной структурой совокупной информационной системы «Научный потенциал Российской Федерации», обеспечивать логическую связь с экспертно-аналитическим блоком.

Концепция разработки и функционирования программных средств справочно-информационного Интернет-обслуживания в рамках поддержки БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации» заключается в многоэтапном доформировывании аттестационного дела на всех этапах его рассмотрения с использованием методов и средств Интернет-обслуживания средствами распределенной защищенной автоматизированной системы управления.

В качестве основной идеи концепции принята многоуровневая архитектура распределенной системы справочного Интернет-обслуживания, включающая в себя:

- БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации»;

- Сервер ВАК, обеспечивающий в защищенном режиме обслуживание запросов к электронной картотеке и ее актуализацию;

- автоматизированные рабочие места сотрудников ВАК, обеспечивающих прохождение аттестационного дела в ВАК Минобрнауки России, путем актуализации электронной картотеки;

- «доверенный» сервер, обеспечивающий взаимодействие внешних относительно ВАК клиентов с электронной картотекой путем выдачи запросов на сервер ВАК;

- автоматизированные рабочие места ответственных сотрудников диссертационных советов, инициирующих пополнение электронной картотеки на этапе прохождения аттестационного дела через диссертационный совет.

Важной особенностью концепции является открытая структура данных, передаваемых от диссертационных советов доверенному серверу. Эта особенность позволяет при незначительных изменениях использовать существующие инициативные разработки диссертационных советов с сохранением защищенности системы.

Предлагаемая концепция обеспечивает автоматизацию информационного обслуживания соответствующих органов (ВНТИЦ) за счет открытого формата передаваемых данных, которые на уровне объема аттестационного дела, формируемого диссертационным советом достаточны для формирования информационной карты диссертации.

Наличие доверенного сервера позволяет автоматизировать широкое распространение элементов аттестационного дела (объявление о защите, полнотекстовый автореферат) среди заинтересованных организаций.

В результате разработана система управления БД «Электронная картотека аттестованных кадров высшей квалификации» (ученые степени и ученые звания) включающий комплекс баз данных, программный комплекс формирования и обработки данных. Разработана технология формирования информационного массива Банка данных специалистов, допускающая возможность автономного децентрализованного доввода и редактирования учетных данных. Разработан АРМ формирования, доввода и редактирования учетных данных, обеспечивающий также возможность доввода справочно-номенклатурных данных.

Воронежский государственный технический университет

Д.С. Орлов, А.И. Бобров, Паринов А.В.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАНОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ В САПР ТП «ВЕРТИКАЛЬ» ПОДСИСТЕМЫ ВЫБОРА РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

В настоящее время в связи с развитием машиностроения и ростом номенклатуры изделий производства, инженеры-технологи всё чаще сталкиваются с проблемами разработки технологической документации. В частности при проектировании технологического процесса механической обработки заготовок требуется выбрать рациональные режимы резания (значения скорости резания и подачи), так как при слишком малых значениях возможны неоправданные потери технологического времени, слишком большие значения могут привести к ухудшению качества обрабатываемых поверхностей, к износу инструментов.

В данном вопросе всегда возникает двойственность значений, так как справочных источников множество и они определяют правила назначения режимов резания с разных позиций, а, следовательно, в результате получаются разные значения. Существует два метода выбора режимов резания – аналитический (по различным математическим формулам) и статистический (по значениям из таблиц). Аналитический метод применяется достаточно редко, так как требует больших расчетов. Поэтому в качестве предмета автоматизации выбран статистический метод выбора режимов резания.

В результате работы была спроектирована и реализована в интегрированной среде разработки Delphi 7.0 автоматизированная подсистема выбора режимов резания, интегрированная в САПР ТП «Вертикаль». Она предназначена для работы с единой базой данных формата MS SQL Server 2000, в которой хранятся необходимые значения, определяющие режимы резания и позволяет в кратчайшие сроки получать требуемую информацию.

Входными определяющими данными для работы системы являются следующие параметры:

- тип инструмента (резец, борфреза, зенкер и т.д.);

- код инструмента (цилиндрические, конические, с элементами из тв. сплава и т.д.);

Тип и код инструмента определяют ГОСТ инструмента

- группа материала (подразумевается оптимизированная форма заготовки под имеющееся производство – алюминий, отливка, штамповка и т.д.);

- условия резания (условно разделены на плохие средние и хорошие);

- твердость обрабатываемого материала (по Бринеллю, также по группам <242, 242-280,>280).

В результате выбора перечисленных выше параметров формируется запрос, который возвращает требуемые значения скорости резания в м/мин и подачи в мм/об.

Разработанная подсистема также содержит необходимые средства аутентификации пользователей, позволяющие защищать информацию от несанкционированного доступа или изменения, также средства администрирования, позволяющие добавлять новые записи в существующие таблицы, а также редактировать последние. Подсистема интегрирована в САПР ТП «Вертикаль», что позволяет сократить время на проектирование технологической документации. Является ещё одним шагом на пути создания автоматизированного рабочего места.

При тестировании подсистема выдавала правильные результаты при различных исходных параметрах, в случае некорректного ввода данных на экран выводятся соответствующие сообщения.

В результате внедрения разработанного программного средства в производство планируется сокращение «ручного» труда технолога, снижение трудоемкости рассматриваемых процессов, повышение производительности труда и эффективности производства.

Воронежский государственный технический университет

Федорков Е.Д., Кольцов А.С., Левченко А.С., В.В. Проскурин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Цель технологической подготовки производства является достижение в процессе изготовления продукции оптимального соотношения между затратами и получаемыми результатами. Увеличение доли мелкосерийного производства требует создания автоматизированных систем технологической подготовки, так как именно при данном характере производства преимущества использования автоматизированных систем проявляется в наибольшей степени. Большие капиталовложения, затрачиваемые на мелкосерийное производство, требует качественного проведения технологической подготовки и документирования ее результатов. Возрастающие требования научно-технического прогресса предполагают высокую гибкость процесса подготовки производства.

Операционная технология

Задача проектирования операционной технологии заключается в том, чтобы из заданных техническими ограничениями наборов отдельных элементов СПИД спроектировать и рассчитать наиболее рациональные: систему обработки, форму детали и межоперационные размеры детали, поступающей на операцию, структуру операции, при которых требуемые размеры детали и их точность обеспечивались с минимальной себестоимостью.

При синтезе технологических операций в качестве первичных структурных элементов детали принимаются элементарные поверхности, которые непосредственно связаны с технологическими переходами.

Для формирования типовых технологических из множества деталей выделяем группу деталей на основе конструктивно-технологических признаков. В результате анализа выделенной группы деталей определяем элементарные поверхности. Выполнив операцию объединения для всех элементарных поверхностей, получаем обобщенный классификатор поверхностей. Следующим шагом является формализация выделенных поверхностей. Кодирование размерных характеристик поверхностей производится с помощью внутрисистемных языковых кодов.

На основе языковых кодов проводится формализация выделенных поверхностей и разрабатывается формализованный классификатор элементарных поверхностей.

На следующем этапе синтеза модуля проводится проектирование технологических переходов и их кодирование. Затем, используя полученные переходы, формируются типовые технологические операции.

Процесс формирования структуры технологической операции для конкретной детали основан на анализе конструктивно-технологических признаков детали и их сравнении с признаками, определяющими выбор отдельных переходов.

При проектировании типовых технологических операций для деталей класса «валы» эти признаки могут быть следующими: вид заготовки, точность обработки, шероховатость поверхности, вид элементарной поверхности. Для однозначного определения конкретного значения некоторого конструктивно-технологического признака проводится их кодирование.

Для выбора отдельных переходов из состава типовой технологической операции используется таблица соответствия, в которой слева указываются ранее сформированные коды переходов, а справа – логические условия выбора этих решений в виде возможных конструктивно-технологических признаков детали А₁, А₂, . . . , А_n.

Процесс формирования технологической операции для конкретной детали сводится к сравнению конструктивно-технологических признаков детали а_ij с одноименными признаками А_i k-той строки. Если условие А_i=а_ij не выполняется для какого-либо признака, то происходит переход к следующей (k+1)-ой строке. При выполнении вышеописанного условия соответствия строки признаков детали и строки рассматриваемого перехода код последнего запоминается и передается в модуль формирования переходов для интерпретации системно-языковых кодов.

Формирование переходов

В качестве условий, определяющих вид того или иного плана обработки элементарной поверхности, принимаются: вид (код) обрабатываемой поверхности, вид термообработки, шероховатость поверхности, точность обработки, отклонения взаимного расположения, диаметр обработки, расположение отверстий, вид отверстия и др. В зависимости от этих условий из таблицы типовых планов обработки поверхностей рассматриваемой детали выбираются планы на каждую обрабатываемую поверхность, и формируется таблица планов обработки поверхностей.

При обработке поверхности за один переход требуется выполнить ряд основных и вспомогательных приемов, таких, как подвод и отвод режущего инструмента, взятие пробных стружек, управление станком, измерение поверхности. Совокупность основных и вспомогательных приемов, выполненных в определенной последовательности, образует структуру перехода.

Структура перехода для одной и той же поверхности может быть различной. При определении рациональных вариантов структуры перехода удобно представлять его в формализованном виде. В общем случае может быть использована следующая формулировка:

[*_____________] отверстие (пов №П), ([системно языковый код] [([системно языковый код]] [__**__________], где №П – номер поверхности; [__*__________],[__**__________] – варианты части наименования перехода, определяемые в зависимости от технологических требований (кода перехода). Совокупность подобных текстов переходов классифицируется в зависимости от вида элементарной поверхности и заносится в базу данных переходов. Каждому переходу присваивается идентификационный номер – код перехода.

По установленному коду перехода для поверхности №П определяется изменяющаяся часть наименования перехода, затем начинает работу процедура интерпретации системно-языковых кодов, проводится замена кодов на соответствующие им значения из полной информационной модели детали, добавляются выбранные мерительные и режущие инструменты, данные о режимах резания и нормах времени.

Проведенная работа дает возможность приступить к программной реализации подсистемы.

Первым этапом проектирования подсистемы формирования переходов является формирование массива поступивших из подсистемы проектирования операционной технологии последовательности кодов переходов в составе операций. Далее работа передается процедуре интерпретации системно-языковых кодов в составе текста переходов, которая заменяет формализованные конструкторско-технологические характеристики поверхности на реальные размеры по чертежу, причем параллельно выполняется расчет припусков и межоперационных размеров, и получаемые припуски, в зависимости от маршрута обработки добавляются к чертежным размерам.

Вторым этапом проводится выбор мерительного инструмента и занесение получаемой информации в массив технологического процесса для последующего занесения в операционную карту.

Указанные выше действия при проектировании подсистемы формирования переходов позволяют максимально автоматизировать работу пользователя, позволить ему, имея перед собой чертеж (эскиз) детали, ввести исходную информацию о заданной детали и на первоначальном этапе получить сформулированные тексты переходов на обрабатываемые поверхности с учетом припусков на размеры на каждой операции и с учетом применяемого при обработке мерительного инструмента.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Кордюкова Е.Н. Подшибякина В.В.

ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МУЛЬТИМЕДИИ В ОБРАЗОВАНИИ

Использование мультимедийных средств в качестве инструмента означает появление новых форм мыслительной, творческой деятельности.

Усвоение знаний предполагает овладение системой обобщений, составляющих основное содержание знаний. Л.С. Выготский отмечал, что "Обобщение есть выключение из наглядных структур и включение в мыслительные структуры, в смысловые структуры. Подлинное усвоение основ наук невозможно, если обобщения, обладая чувственным наглядным характером, остаются неосознанными, слитыми с предметом и действием; оно невозможно и тогда, когда обобщения, оторвавшись от действительности, которую они отражают, абсолютизируются в сознании. Для полного и сознательного усвоения нужно уметь не только увидеть общее в единичном, но и единичное, и конкретное в общем".

По мере развития производства и научного знания увеличивается доля работников, занятых в информационной сфере - науке, образовании, управлении и планировании.

Сущность и специфика мультимедийных средств обучения влияет на формирование и развитие психических структур человека, в том числе мышления. Печатный текст, до последнего времени являвшийся основным источником информации, строится на принципе абстрагирования содержания от действительности и в большинстве языков организуется как последовательность фраз в порядке чтения слева направо, формируя навыки мыслительной деятельности, обладающей структурой, аналогичной структуре печатного текста, которой свойственны особенности линейности, последовательности, аналитичности, иерархичности.

Другие средства массовой коммуникации - фотография, кино, радио, телевидение - имеют структуру, значительно отличающуюся от структуры печати. Образы и звуки не направляют ход мыслей слушателя или зрителя от А к Б и далее к С с промежуточными выводами, как при восприятии печатной информации. Вместо этого они создают модели узнавания, обращены к чувственной стороне субъекта.

Подобно тому, как печатные материалы и технические средства массовой коммуникации привели к гигантскому расширению возможностей человеческого познания, фиксации и передачи опыта, компьютер должен увеличить потенциал человеческого мышления, вызвать определенные изменения в структуре мыслительной деятельности. В открытой и дистанционной обучающей среде, созданной ИКТ, основными являются процессы организации и интерпретации мультимедийной информации. Она может быть закодирована и представлена на экране дисплея в виде математических символов, таблиц, графиков и диаграмм, изображения процессов, дополняемых звуком, цветным изображением и т.п.

Мультимедийная информационная среда оказывает существенное влияние на основные характеристики мышления (рисунок ниже). Условия открытого обучения должны способствовать развитию мышления учащегося, ориентировать его на поиск очевидных и неочевидных системных связей и закономерностей.

Компьютер является мощным средством оказания помощи в понимании людьми многих явлений и закономерностей. Нужно помнить, что он неизбежно порабощает ум, располагающий в результате лишь набором заученных фактов и навыков.

Простое сообщение знаний, овладение языком программирования, само умение программировать являются лишь первым шагом на пути реализации его возможностей.

Пересмотру подвергаются представления не только о мышлении; но и о других психических функциях: восприятии, памяти, представлениях, эмоциях и др. Перед психологами и педагогами встают задачи концептуального описания развития человеческой деятельности и психических функций человека в условиях технологизации и использования мультимедийных средств в открытом образовании.

Все это обеспечивает отказ от заучивания фактов и освоения навыков, характерных для индустриальной модели образования, обеспечит формирование взаимосвязанного, взаимозависимого мышления, направленного на решение образовательных проблем.

Докомпьютерная система образования слишком ориентирована на "рациональное" мышление, не дает простора оригинальным идеям, подавляет попытки поставить под сомнение авторитеты, поощряет стандартное поведение.

В случае использования мультимедийных средств и ресурсов в открытом и дистанционном обучении структура знаний формируется в виде некоторой упорядоченной сети, из которой студенты выбирают темы для изучения. Специализированные мультимедийные средства могут управлять работой студентов и фиксировать индивидуальную линию поведения каждого. Студенты в ходе работы активно взаимодействуют друг с другом.

Процесс овладения мультимедийным инструментарием, перестройки деятельности человека с введением в ее структуру нового элемента давно интересует психологов. Л.С. Выготский в 1937 г. писал о том, что включение инструмента в процесс поведения человека вызывает к жизни целый ряд новых функций, связанных с использованием данного инструмента и управлением им, делает ненужным целый ряд естественных процессов, работу которых теперь выполняет инструмент, видоизменяет протекание психических процессов и их интенсивность, длительность, замещает одни функции другими, т.е. перестраивает всю структуру поведения.

П.Я. Гальперин исследовавший психологические различия между инструментом человека и вспомогательными средствами у животных, отмечал, что фиксированный способ применения, который выступает перед человеком как новая объективная действительность инструмента наряду с его естественными свойствами, представляет общественный способ его применения. Система инструментальных операций является продуктом общества, общественного производства, а само орудие является носителем определенного типа деятельности, в нкм зафиксировано определенное действие.

Основная схема освоения инструментальных средств заключается в том, чтобы вначале подчинить свои действия логике действий, задаваемых этими средствами, а затем подчинить их целям и задачам своей деятельности, получив новые возможности достижения результатов этой деятельности.

На первом этапе мультимедийное средство или ресурс выступает предметом учебной деятельности, в ходе которой приобретаются знания о работе средства, изучаются языки и приемы взаимодействия с ним, усваиваются навыки работы.

На втором этапе этот мультимедийный ресурс превращается собственно в средство решения каких-либо учебных или профессиональных задач.

Подобное превращение предмета в средство и обусловливает развитие деятельности и мышления человека, предполагает перестройку привычных действий, форм и способов деятельности.

Воронежский государственный технический университет

Казанцев П.Е., Бобров А.И., Пачевский Д.Е.

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СВЯЗИ СИСТЕМ КООРДИНАТ ОБТЯЖНОГО ПРЕССА FEKD

Для составления математической модели введем три системы координат (с.к.):

• система координат пресса (абсолютная с.к.) ;

• система координат стола пресса (с.к. пуансона) ;

• система координат зажимов .

Необходимо установить зависимости, по которым будут, изменяться значения координат точки в разных системах координатах пресса, т.е. непосредственно в с.к. пресса, стола и зажимов.

Определим связь системы координат пресса с системой координат стола. Вместо t - управляющей координаты пресса - будем рассматривать параметр - координату в с.к. пресса точки B. ( ), где - координата точки B при .

Связь систем координат осуществляется через два параметра:

• - положение стола по оси ,

• - поворот стола вокруг оси .

Координаты начала с.к. стола (начало совпадает с центром поверхности стола) в с.к. пресса :

(1)

Где - расстояние от т. до т. B.

Теперь определим связь системы координат пресса и системы координат зажимов.

С.к. зажимов получаем из с.к. пресса путем:

1. поворота на угол вокруг оси .

2. поворота на угол вокруг оси .

3. переноса в т. .

Появляется задача определить координаты т. (положение начала с.к. зажимов в с.к. пресса).

Координаты т. в с.к. пресса имеет координату . (точка определяет положение каретки (перемещение вдоль направления обтяжки))

Вводим новую с.к. , полученную из с.к. пресса переносом в т. и поворотом на угол вокруг оси :

(2)

В новой с.к. определяем координаты центра с.к. зажимов:

(3)

Где i=1,2 т.е. левая или правая сторона пресса

Рисунок 1 Начало системы координат зажимов

Подставляя в уравнение (3) уравнение (2) получаем:

(4)

Где i=1,2 т.е. левая или правая сторона пресса

При решении задачи определения связи с.к. стола и с.к. зажимов выполняется последовательность действий:

1. осуществляется перевод из с.к. стола в с.к. пресса (1);

2. затем из с.к. пресса в с.к. зажимов (4).

Таким образом, с учетом выше изложенного получим следующую систему:

(5)

Итак, составленные уравнения находят свое применение при решении задач пересчета приращений координат “концов нитей” в приращения управляющих координат пресса и определении значений “нулей” пресса.

Воронежский государственный технический университет

Казанцев П.Е., Бобров А.И., Паринов А.В.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА УПРАВЛЯЮЩИХ КООРДИНАТ ЧПУ ОБТЯЖНОГО ПРЕССА FEKD

В данной статье рассматривается принцип вычисления управляющих координат (УК) ЧПУ пресса. УК ЧПУ меняются при изменении положения конструктивных элементов пресса. Поэтому необходимо связать числовые значения перемещение штоков силовых цилиндров со значениями управляющих координат.

При определении УК ЧПУ задающих положение стола определяющими являются величины и равные расстояниям между точками крепления силовых цилиндров и точками поворота цилиндров , управляющих перемещением стола пресса.

(1)

Рисунок 1 Стол пресса

При перемещении и повороте стола координата подвижных точек крепления цилиндров не меняется.

Координаты неподвижных точек крепления цилиндров являются вычисляемыми константами:

Также вычисляемыми константами являются координаты подвижных точек крепления цилиндров:

(2)

Расчеты ведем в плоскости , таким образом, при определении координат точек имеем:

(3)

(4)

где .

Уравнение прямой проходящей через подвижные точки крепления цилиндров имеет вид

(5)

где:

(6)

Тогда определяем , а затем определяем искомые величины по (1).

При определении УК ЧПУ задающих положение балансиров координата подвижной точки крепления цилиндров ( ) в разных положениях балансира может быть как больше, так и меньше координаты неподвижной точки ( ).

(7)

Так как константы определяющие точки крепления цилиндров задаются относительно т. , то для вычислений используем локальную с.к. связанной с этой точкой.

Тогда: (8)

Пусть известны УК , тогда , где - угол при . , причем

Тогда текущее положение подвижной точки крепления цилиндров определяется координатами:

(9)

Подставляя в (7) текущее значение координат получаем величину расстояния одинаково для обеих сторон.

Итак, рассмотренная методика вычисления управляющих координат может использоваться для решения следующих задач:

1. формирование заголовка и кадров управляющей программы;

2. проверки УК ЧПУ на выход за граничные значения.

Воронежский государственный технический университет

UDC 621.121.23

Co-Simulation between the Cutting and Machine Structure in the Interaction Processes

U. Heisel¹, M. Storchak¹, Yu. A. Zekhanov²

¹Institute for Machine Tools, University of Stuttgart, Germany

²State architectural University, Voronezh, Russia

The making of different products by means of cutting processes represents a substantial part of the modern manufacturing industry. Systematic examinations of machining processes, which have been conducted since the last half of the 19^th century, have an increasing importance in elucidating the regularities of the cutting process and their effect on the environment. Despite a large number of such investigations, there is no general process model of machining as well as of the interaction in the cutting processes up to now. The latter guarantees that the regularities of thermodynamic interactions between the cutting process and the machine structure involved are discovered, due to applying the simulation of the model to be developed.

The aim of the investigations presented in this paper is to develop a simulation program for predicting the interaction in the cutting of metal materials. The simulation program consists of a model of orthogonal cutting and a multibody simulation model (MBS model) of the machine structure involved in the machining process. Both models are coupled for co-simulation by means of the CACE software.

For examining the interaction processes in orthogonal cutting, a test stand was set up. The bed of the test stand is made out of solid polymer concrete slabs and carries the tool holder, set up in gantry-shaped design. In addition, the portal is connected to the bed by solid, adjustable tension rods. In this way the influencing of the process by structural vibrations can be eliminated for the most part, or flexibilities can be brought in specifically to verify the coupling model.

Furthermore a table, which carries the workpiece carrier via a measuring platform, is mounted on the bed. The drive is realized by a linear direct drive, enabling a continuously variable cutting speed from 0 to 200 m/min and thus covering the conventional cutting speed range. The drive system consists of a linear motor, a servo control unit with accompanying power electronics and a PC as superior control system. The depth of cut can be adjusted on the tool holder with an accuracy of 0.01mm. A decisive aim in designing the test bed was to eliminate, for the most part, the dynamic behaviour of the structure when measuring the process forces. This is carried out by the adjustable tension rods. One the hand this enables to measure the process forces with only a negligible influence of structural vibrations. On the other hand flexibilities can be brought specifically into the structure, and thus the interactions can be examined under defined conditions.

In the first stage of creating the MBS model, the complete test bed was put together from rigid bodies to depict the kinematics of the machine tool. The individual components and assemblies were identified by means of drawings of the test bed, were modelled and assembled from the machine bed up. Apart from the guideways of the table, all parts of the machine were firmly connected with each other. To allow the translations in x-direction, the guideways were modelled with a joint. The simulation of the drive was carried out by fastening a motion element to the table to be able to define the feed rate in x-direction. A spring was installed between workpiece and table so that the system is vibrating during simulation. A force vector was positioned at the cutting tool, so that it is possible to define forces in all three axial directions and conduct their reaction forces directly to the workpiece. After completing the rigid body model, the model was checked, unnoticed faults were eliminated and measuring points as well as parameterization were added.

In the second stage of creation, flexible components and assemblies were fit into the developed model. The preparation of the flexible bodies for being inserted was conducted with the commercial FEM program product ANSYS. At first the individual machine components were subdivided into two groups according to their functionality: the components that can be modelled in simplified terms by rigid bodies and the parts that are to be modelled as flexible bodies to meet the accuracy criterion for the behaviour of dynamic machine structures. Therefore, exerting a decisive influence on the dynamic structure behaviour, the portal and the table corresponded to the set-up. For the final creation of the MBS model the alignment of the measurement coordinate systems, the establishing of the ramp function for the feed rate of the table and the sequences of the simulation are to be carried out. At last the MBS model can be created with flexible bodies.

The simulation was controlled by the Matlab/Simulink environment. An exchange of information between ADAMS and Matlab is meant to take place in this process. This happens by means of an interface that is responsible for the creation of the exchange variables and the flow of information. „State variables“ defined in ADMAS are used as exchange variables. Then these variables are supplied with options such as e.g. a measurement of the distance between two measuring points, or they are taken as a substitute for the values in the case of force vectors or other ADAMS components. After the variables have been defined, an m-file for Matlab containing the information about the MBS model and the defined input and output variables is created in ADAMS. This file can be loaded in Matlab, where it transfers all necessary variables to the workspace. Simultaneously a contact block, in which all necessary inputs and outputs for the control are integrated, is created for Simulink as interface between Matlab and ADAMS. Force vectors or the components of the resultant forces arising during machining are determined here as input data for ADAMS. The displacements of the components and assemblies caused by the resultant forces are established as output data. For calculating the resultant forces a variation model of orthogonal cutting was used, which was implemented in the Simulink control program as embedded Matlab functional block. The whole control program is illustrated in Figure 1.

B locks that jointly serve one function were combined in subsystems to guarantee the clarity of the circuit. Guaranteeing an easy change of variables, automatic conversion of individual parameters, a clear depiction of the current variable values and real-time output of relevant measured values, a control interface was designed for handling the simulation model more easily with Simulink.

Figure 1: Block diagram for the simulation

To execute the co-simulation the control interface is simply called up, which then starts automatically the Matlab/Simulink programs required and carries out the desired configuration of the simulation parameters. Since all important adjustments can be carried out via the control interface, a direct intervention in the Simulink model is only necessary in exceptional cases. In this way, errors due to accidental changes to the model are ruled out.

Consequently, a combination of the methods of CACE, MBS and FEM was used to investigate the interaction in orthogonal cutting processes by numerical co-simulation. The elastic behaviour of the mechanical component structures is modelled with FEM and was integrated into the created MBS model after a dynamic reduction. The control development was effected in Matlab/Simulink. The entire co-simulation was performed after implementing the MBS and cutting model in the control algorithm by means of Matlab/Simulink. The MBS simulation and control development were carried out as iterative processes. The result of the simulation provided a sufficiently exact description of the structure behaviour, with which it is possible to examine complex interaction processes when varying individual parameters.

Куколев А.В.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ШКОЛА-КОЛЛЕДЖ-ВУЗ.

В работе рассматриваются пути создания информационной среды в образовательной системе школа-колледж-вуз, отвечающей современным требованиям профессионального обучения и дающей возможность получения качественного образования на опыте Рязанского государственного технологического колледжа.

Россия сейчас находится на этапе перехода к информационному обществу. Уровень развития государства в настоящее время непосредственно связан с использованием информационных технологий, которые служат достижению взаимодополняющих целей обеспечения устойчивого экономического роста, повышения общественного благосостояния, достижения социального согласия и укрепления демократии.

Информационные технологии являются одним из наиболее важных факторов, влияющих на формирование современного общества. В этом плане принципиально важна опережающая информатизация системы образования как основы развития интеллектуального потенциала общества. Современное общество ставит перед системой образования задачу подготовки специалистов знающих, мыслящих, умеющих работать в команде и адаптированных к новым социально-экономическим условиям. Решение поставленной задачи осуществляется через поиск новых форм, методов и средств обучения, обновления его содержания на основе принципов фундаментальности, интегративности преемственности и практической направленности.

Удовлетворение потребностей личности в получении качественного профессионального образования разных уровней обучения (начального, среднего и высшего профессионального образования) с возможностью сквозного перехода с одной образовательной программы на другую более высокого уровня после освоения предыдущей реализуются в образовательной системе школа-колледж-вуз. Таким образом, создается система непрерывного профессионального роста.

Именно эти образовательные учреждения являются базой для подготовки востребованных предприятиями современных высококвалифицированных специалистов, успешно сочетающих практические навыки с глубокой теоретической подготовкой. Поскольку современное понимание образования определяет не только как уровень образованности человека, развитости его интеллекта, но и как основа получения на рынке труда интересной работы и соответствующего материального вознаграждения. Современные экономические условия требуют мобильности системы образования, она должна стать более гибкой, ориентированной на потребности регионального рынка труда и динамично перестраиваемой. Отсюда возникает необходимость интеграции систем начального, среднего и высшего профессионального образования в единое пространство профессионального образования.

Закономерным при этом является создание информационной среды как целостной системы, которая связывает воедино организационное, методическое, программное, правовое, материально-техническое обеспечение учебного процесса в образовательной системе школа-колледж-вуз. Основными целями и задачами, которой являются:

• повышение эффективности управления и организации учебного процесса на разных уровнях обучения;

• обеспечение профильного и дистанционного образования;

• повышение качества обучения и эффективности работы преподавателей на разных уровнях обучения за счёт применения новых информационных технологий;

• обеспечение возможности оперативного доступа к информационным ресурсам и базам данных образовательной системы (возможность доступа с «домашних» компьютеров к информационным ресурсам и организации дистанционного обмена между преподавателем и студентами, преподавателем и учащимися профильных классов школ с помощью таких технологий как электронная почта и электронные конференции);

• обеспечение многовариантности форм познавательной деятельности, необходимой для саморазвития личности обучаемого, формирование умений в принятии оптимальных решений в ходе компьютерных экспериментов.

Рязанский государственный технологический колледж