Комплексы систем управления процессами

Исследованы вопросы взаимосвязей объектов систем управления качеством выпуска продукции и развитием современных производственных процессов

В системах управления производством используют многие методы, наиболее подходящие к задачам каждого конкретного предприятия. Помимо выбора приемлемой системы важное место занимают вопросы использования интегрированных систем, а далее - направления совершенствования систем. В итоге приходится сталкиваться с различными организационными формами управления. Тем болей каждой из подсистем предприятия свойственны свои особенности. Например, если мы рассматриваем системы, связанные с качеством выпускаемой продукции, то здесь возможно применение не только различных подходов, но и разных идеологий. Исходят из того, что традиционно в организациях и компаниях используют свои разнообразные подходы к созданию и совершенствованию систем качества. Хотя часто говорят о единой платформе, например, по подобию идеологии системы CALS или пакета стандартов ISO.

По оценкам многих экспертов в ближайшие годы произойдет основательное реформирование отечественных машиностроительных предприятий. При этом в осуществлении процессов реорганизации производств и систем управления возможно использование идеологии CALS.

Не останавливаясь на общих стратегических планах, отметим, что, в любом случае, предстоящую работу в отечественном машиностроительном комплексе целесообразно делать поэтапно. При этом началом решения возникающих задач является анализ существующих на производстве технологических, организационных, управленческих основ или процессов, именуемых технологическим анализом и реинжинирингом. Рассмотрим особенности указанных процессов и вероятные пути их протекания.

На предприятиях по прежнему будут использовать различные известные подходы, включая группу методик IDEF.

При их применении и анализе вскрываются почти все проблемы предприятия. Как правило, при этом строится функциональная модель производства. Указываются первоочередные и рациональные направления совершенствования организационной и технологической структуры, рассматриваются основные процессы, определяющие качество выпускаемой продукции или анализируются процессы, обеспечивающие создание нового бизнеса, а также разработку, поддержание и обеспечение конкурентоспособного продукта. При этом формируется представление о наилучших вариантах реализации предлагаемого бизнес – процесса.

В этих условиях для отечественного машиностроения особенно актуально создание новых и совершенствование существующих систем управления качеством продукции.

Эффективность деятельности любого машиностроительного предприятия во многом определяется совершенством реализации и управления базовыми технологическими процессами. При этом понятие технологического процесса является ключевым при разработке автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП).

При построении АСТПП в рамках автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) важнейшее место отводится системе качества, которая должны, прежде всего, адекватно соответствовать общепринятой идеологии ИСО 9000:2000(2008).

Отметим, что создаваемые для этого АСУП относится к категории наиболее сложных информационных систем (ИС). Опыт проектирования подобных ИС показывает, что данная логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требует высокой квалификации участвующих в ней специалистов. При этом должны быть построены полные и непротиворечивые их функциональные и информационные модели.

Однако, как и было раньше, проектирование ИС у нас часто выполняется во многом на интуитивном уровне, с применением неформализованных методов, основанных на искусстве, практическом опыте, экспертных оценках и экспериментальных проверках качества функционирования ИС. А так как в процессе создания и функционирования ИС информационные потребности пользователей могут изменяться или уточняться, то это еще более усложняет разработку и сопровождение систем в реальном производстве.

Хотя надо учитывать, что появлением программно-технологических средств специального класса - CASE-средств, реализующих CASE-технологию создания и сопровождения ИС ситуация изменилась. Обычно под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО (приложений) и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы.

В настоящее время применение CASE-технологии приобрело новый смысл, охватывающий процесс разработки сложных ИС в целом. Поэтому CASE-средства вместе с системным ПО и техническими средствами образуют полную среду разработки ИС.

Методологии, технологии и инструментальные средства проектирования CASE составляют основу проекта любой ИС, в том числе и АСУП, частью которой является АСТПП. Методология реализуется через конкретные технологии и поддерживающие их стандарты, методики и инструментальные средства, которые обеспечивают выполнение процессов жизненного цикла продукта.

Разработка и внедрение в производство новых конструкций машин, агрегатов, приспособлений, соответствующих современному уровню развития науки и техники, возможны при наличии высокопроизводительного станочного парка с автоматизированными системами управления на базе станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Для эффективного функционирования такого оборудования необходимо точно и однозначно описывать технологические операции и их параметры, что производится с помощью специальных языков ЧПУ.

Их конкретная реализация зависит от реальных возможностей оборудования и СЧПУ. Практика показывает, что существует множество языков, но для корректного управления данными технологических процессов, например, внутри предприятия нам необходимо прийти к единому описанию технологических операций и техпроцесса в целом по отрасли.

Следовательно, для того, чтобы построить качественную АСТПП, необходимо формализовать технологический процесс (ТП), приведя его к определённой форме. В этом виде техпроцессы могут быть сохранены в базе данных предприятия для дальнейшей модификации или использования.

Автоматизация разработки ТП тем более необходима, что современные крупные проекты АСУП характеризуются следующими особенностями: сложность описания, требующая тщательного моделирования и анализа данных и процессов; наличие тесно взаимодействующих подсистем, имеющих свои локальные задачи и цели функционирования; отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность использования типовых проектных решений и прикладных систем; необходимость интеграции существующих и вновь разрабатываемых приложений; функционирование в неоднородной среде на нескольких аппаратных платформах; разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по уровню квалификации и сложившимся традициям использования тех или иных инструментальных средств; существенная временная протяженность проекта и др.

Технология проектирования ТП машиностроения определяется как совокупность многих подсистем, связанных следующими составляющими: применение пошаговой процедуры, определяющей последовательность технологических операций проектирования; выбор и установление рациональных критериев и правил, используемых для оценки результатов выполнения технологических операций; применение эффективных нотаций (графических и текстовых средств), используемых для описания проектируемой системы.

При построении автоматизированной системы управления в первую очередь необходимо грамотно составить тезаурус предметной области. В данном случае предметной областью для нас является машиностроение. Этот этап проектирования может быть ступенчатым с многократными последующими уточнениями и проработкой. От успешного завершения этого этапа зависит, насколько верно будут составлены модели, определяющие структуру баз данных и библиотек классов проекта. Поэтому изменение, пополнение и конкретизация тезауруса сопровождают каждый этап разработки.

Далее следует этап информационного моделирования – это построение сложных многоступенчатых связей между понятиями предметной области. Результат этого этапа проектирования завершается построением концептуальных моделей, разделённых для удобства чтения на различные уровни детализации. На модели нанесены все понятия из тезауруса, все их взаимодействия и отношения. Информационные модели являются промежуточным звеном между описанием объектов и процессов на обычном языке предметной области понятным техническим специалистам и UML-моделями программных систем, понятными специалистам в программной области. Эти модели часто строятся в нотации IDEF, однако в последнее время всё больше входят в употребление нотации UML верхних уровней абстракции, во многом дополняющие IDEF.

К преимуществам этих информационных моделей можно отнести: чётко формализованную и стандартизованную графическую нотацию, удобную для восприятия; наглядная структурированность; устранение неоднозначности технического описания.

За этапом информационного моделирования предметной области следует этап моделирования услуг, предоставляемых программной системой, в контексте отношений система-пользователь. В UML-нотации эти модели реализуются диаграммами актёров (пользователей) и прецедентов (услуг, предоставляемых системой). На основе полученных диаграмм строятся диаграммы более низких уровней абстракции.

Использование методик информационного моделирования вместо традиционного эмпирического проектирования при правильном подходе дает экономию времени и обеспечивает высокое качество разрабатываемого программного продукта, а также максимальный контакт заказчика и разработчика, что в условиях современного динамичного рынка имеет очень важную роль.

Воронежский государственный технический университет

Воронежский авиационный инженерный университет

УДК 62.035

М.С. Разумов, Е.В. Соколов, Г.Н. Климова