CC BY
82
ГОЕЕ-МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
© Козловцева Н.В.*, Крылов Е.Г.*
Московский государственный технологический университет «Станкин»,
г. Москва
Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград
Приведены особенности моделирования деятельности производственных систем с использованием IDEF-технологий. Описана методика построений IDEF-диаграмм с целью составления абстрактного описания структуры предприятия как сложной организационной системы. Разработаны функциональные модели деятельности предприятия по методологии ГОЕЕО.
Ключевые слова моделирование, функциональная модель, структура предприятия, производственная система.
Моделирование деятельности производственных систем необходимо для анализа качества их функционирования и последующего поиска путей совершенствования и развития. Основным требованием к моделированию при автоматизации производства является наличие целостного подхода к деятельности предприятия, при котором увязываются и согласовываются виды его деятельности и соответственно виды моделей [1, с. 24]. Представление деятельности автоматизированного наукоемкого предприятия как организационно-технической системы, обладающей несколькими контурами управления, обуславливает следующие особенности моделирования:
- наличие совокупности абстракций (точек зрения), отражающих различные ограничения в рамках абстрактной производственной задачи - как универсальной модели производства;
- наличие определенного состава и структуры компонентов абстрактной производственной задачи для каждой абстракции [2];
- наличие системы классификации элементов и структур для характеристики функций, процессов и ресурсов [3].
Применение специализированных методов моделирования позволяет повысить качество проектирования производственных процессов, а именно:
- использовать различные инструменты анализа моделей в рамках общепринятой терминологии процессов моделирования;
* Аспирант кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления» МГТУ «Станкин».
* Докторант кафедры «Автоматизация производственных процессов» ВолгГТУ, кандидат технических наук, доцент.
76
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
- сократить сроки выполнения по анализу и оптимизации процессов;
- создать единую систему (базу данных) записей и документов;
- выполнять разработку программных систем за счет применения стандартного подхода.
В настоящее время для моделирования деятельности предприятий все чаще используются IDEF-методология [4], которая представляет собой семейство методов применяемых для процесса моделирования (см. табл. 1).
Таблица 1
Описание нотаций методологии ШEF
Нотация Сущность нотации
IDEF0 Графический язык, позволяющий сформировать модель системы, в которой описывается функции и структура системы, подчиненность объектов системы, а также информационные и материальные потоки.
IDEF1 Позволяет построить информационную модель, которая отображает структуру и содержание информационных потоков, обеспечивающих функционирование системы.
IDEF1X Расширение методологии IDEF1, предназначенное для построения реляционных структур.
IDEF2 Позволяет динамически моделировать эволюцию системы. Анализ динамических систем сопряжен с множеством трудностей, поэтому данный стандарт не нашел широкого применения.
IDEF3 Позволяет документировать технологические процессы. Описывается сценарий и последовательность действий для каждого процесса и таким образом детализируется каждая функция, используемая в ГОEF0-диаграмме.
IDEF4 Позволяет составить описание объектно-ориентированных систем.
IDEF5 Позволяет анализировать онтологию системы с использованием словаря терминов и описания правил и ограничений, согласно которым на базе введенной терминологии формируются достоверные утверждения, описывающие состояние системы.
Основное достоинство методологии IDEF0 заключается в ее эффективности для детализации существующей системы работ при функциональном моделировании. Целью IDEF0 является структурный анализ связей в сложном объекте. Работы описываются их входами, выходами, контрольными воздействиями и механизмами (mput-control-output-mechamsщ 1СОМ). Описание работ может быть детализировано до уровня, на котором сформированная модель позволяет принимать решения по совершенствованию структуры организации производства. В ШEF0 модель строится как совокупность взаимодействующих работ и функций. Функциональная ориентация в данном случае является принципиальной, что позволяет точно смоделировать логику и взаимодействие процессов.
Начальный этап построения модели в IDEF0 - выявление наиболее абстрактного уровня описания системы (контекста). В контексте определяются субъект моделирования, назначение модели, цель моделирования и точка зрения на модель, задаются границы моделирования для понимания степени
детализации процесса. В терминах IDEF0 система представляется в виде комбинации блоков и дуг. Блоки представляют функции системы, дуги представляют множество объектов (физические объекты, информация или действия, которые образуют связи между функциональными блоками). С дугами связываются метки на естественном языке, описывающие данные, которые они представляют. Дуги показывают, как функции системы связаны между собой, как они обмениваются данными и осуществляют управление друг другом. Ветвление означает множественность (идентичные копии одного объекта) или расщепление (различные части одного объекта). Соединение означает объединение или слияние объектов.
Характерной особенностью описания процессов в IDEF0 является четкое выявление достоинств и недостатков технологических процессов. Работы на диаграмме IDEF0 располагаются в порядке доминирования - с левого верхнего угла диаграммы в правый нижний. В левом верхнем углу размещается либо самая важная работа, либо работа, выполняемая первой. Стрелка, направленная с выхода вышестоящей работы на вход или управление нижестоящей, является прямой связью; стрелка, направленная с выхода нижестоящей работы на вход или управление вышестоящей, является обратной связью. Отсутствие обратных связей, функции без выхода или управления, дублирующиеся функции позволяют выявить несовершенства рассматриваемых процессов.
На рис. 1 и 2 показаны диаграммы IDEF0, иллюстрирующие материальные, энергетические и информационные потоки при функционировании автоматизированной производственной системы. Диаграммы выполнены с помощью программного продукта ERwin Process Modeler компании Computer Associeties BPWIN.
Нормативные акты, международные и
внутренние стандарты
I (нформаиня о выпуске прол> кини. объемах продаж, sanacax
Готовая продукция
Отходы производства
Прибыль от реализации
1
Ор|ани«шнонно-те\ннческая система
Рис. 1. Контекстная диаграмма функционирования предприятия в IDEF0
Информация о выпуске продукции, объемах и рила * запасах
Требования потребителей^
Нормативные акты, международные и внутренние стандарты
Сырье, материалы, комплектующие
Организационно-1ехннческая система
Прибыль от реализации
Рис. 2. Дочерняя диаграмма функционирования предприятия в ГОЕБО
На основании вышеизложенного следует, что построение моделей в IDEF0 позволяет отделить организационную структуру системы от выполняемых ею функций и дает возможность описать работы и важнейшие связи между ними безотносительно к времени их выполнения. Построенные по результатам анализа деятельности предприятия структурные модели могут становиться предметом оптимизации любое количество раз до достижения наилучших результатов. В свою очередь, детальное описание логических и временных связей между процессами требует использования метода описания процессов IDEF3, где можно представить процесс целиком и отследить последовательность выполнения операций и логику выполнения процесса в целом.
Список литературы:
1. Моделирование и управление производственными системами [Текст] / В.Г. Митрофанов, О.И. Драчев, А.В. Капитанов; ЗАО «Оникс». - Ирбит: Оникс, 2011. - 239 с.
2. The problems of rational selection of tool management systems on CNC machines / Е.Г. Крылов, Н.В. Козловцева, А.Б. Мишкевич, В.В. Литвинцева // Technical Sciences: Modern Issues and Development Prospects: International Conference, December 10, 2013, Sheffield (UK): Proceedings. - San Francisco (California), 2013. - Р. 29-30.
3. Крылов Е.Г. Функциональное моделирование процесса выбора режущего инструмента [Текст] / Е.Г. Крылов, Ю.П. Сердобинцев, А.М. Макаров, Н.В. Козловцева // Известия ВолгГТУ Серия «Прогрессивные технологии в машиностроении» - 2014. - № 8 (135). - C. 64-67.
4. Методология функционального моделирования IDEF0: Руководящий документ [Текст]. - М.: Госстандарт России, 2000. - 75 с.
ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЗАМЕСТИТЕЛЯ ДИРЕКТОРА ПО АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ
© Тимофеева Н.В.*
Институт судостроения и морской арктической техники (филиал) Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова (САФУ), г. Северодвинск
В статье представлен опыт применения Case-технологий проектирования информационной системы для решения административно-хозяй-
* Старший преподаватель кафедры Информационных систем и технологий.
