Цифровая организация как ключевая тенденция развития современной промышленной индустрии и технического образования Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 681.3.06(075.8) Г.А. Сырецкий СГГА, Новосибирск

ЦИФРОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КАК КЛЮЧЕВАЯ ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ИНДУСТРИИ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

G.A. Syretsky

Siberian State Academy of Geodesy (SSGA) 10 Plakhotnogo Ul., Novosibirsk, 630108, Russian Federation

THE DIGITAL ORGANIZATION IS KEY TENDENCY OF DEVELOPMENT THE MODERN INDUSTRIAL BUSINESS AND TECHNICAL EDUCATION

In the article influence of concept the CALS on development of the automated information telecommunication technologies of support life cycle of products is considered. The opportunity of application in the modern industrial business and technical education of technologies, digital manufactures, digital enterprises and virtual organizations is show.

Тенденции развития информатики как научно-практического глобально-интегрирующего направления свидетельствуют о целесообразности широкого использования современными промышленными предприятиями и техническими вузами разнообразных автоматизированных информационно -телекоммуника-ционных технологий. Такие технологии обеспечат ускорение разнообразных процессов, в их числе автоматизированного проектирования, моделирования, планирования, организации и мониторинга множества процессов промышленных предприятий, предприятий оптико-электронного приборостроения, а в технических вузах - учебного процесса с наперед заданными требованиями и ориентированного на индивидуальные образовательные траектории студентов и совместные работы обучаемых, а также управления учебным и самообразовательным процессами.

Согласно ГОСТ Р 52653-2006 «Информационно-телекоммуникационные технологии в образовании. Термины и определения» под информационно -телекоммуникационной технологией понимают «информационные процессы и методы работы с информацией, осуществляемые с применением средств вычислительной техники и средств телекоммуникаций».

Ныне в производственной сфере и технических вузах появилась возможность использования разнообразных систем и сетей на базе современной микропроцессорной и микроконтроллерной техники, фирменного программного обеспечения различного назначения, виртуальных интерактивных сред, виртуальных систем, виртуальных средств, виртуальных инструментов и построения такой информационной среды, в которой возможна согласованная работа всех участников и заинтересованных сторон за счет автоматизации и информационной интеграции.

В настоящее время промышленные организации, производящие сложную наукоемкую продукцию, стремятся к повышению своей конкурентной способности за счет разработки и широкого использования эффективных информационно-телекоммуникационных технологий и систем концепции CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывное сопровождение и поддержка жизненного цикла продукции) (в отечественной терминологии аналогом CALS служит аббревиатура ИПИ (информационная поддержки жизненного цикла изделий)), появившейся в недрах министерства обороны США, или ее аналога в гражданской сфере - PLM (Product Lifecycle Management - управление жизненным циклом продукции). В нашей стране также проводится разработка и внедрение CALS систем. Их заказчиками становятся крупные предприятия оборонной промышленности и близких к ней отраслей, в том числе и организации оптико-электронного приборостроения.

Содержание концепции CALS представлено рядом общих принципов (в их числе, системной информационной поддержки ЖЦ изделия на основе использования интегрированной информационной среды, обеспечивающей минимизацию затрат на всех стадиях ЖЦ; информационной интеграции, обеспечиваемой стандартизацией информационного описания объектов управления; безбумажного представления информации и использования электронной цифровой подписи; непрерывного совершенствования бизнес-процессов) и технологий управления (прежде всего, проектами и заданиями; ресурсами; качеством продукции и процессами предприятия; интегрированной логистической поддержкой) процессами и информацией (об изделии, процессах и среде).

Суть концепции CALS состоит в создании такой модели производимого изделия, которая сопровождала бы изделие как на производственных, так и постпроизводственных этапах жизненного цикла (ЖЦ). Конечная цель использования систем концепции CALS состоит в том, чтобы производитель поставлял сложное наукоемкое изделия с его актуальной трехмерной электронной моделью, обеспечивающей получение всех необходимых данных для сопровождения и эксплуатации изделия.

Концепция CALS неразрывно связана с созданием и ведением единого информационного пространства (ЕИП) средствами программной индустрии, CALS-системами. ЕИП, создаваемое и управляемое CALS-системами, призвано обеспечить информационную поддержку производственного и постпроизводственного ЖЦ продукции, требуемый уровень ее качества и производственных процессов в целом в условиях постоянного совершенствования процессов, сокращения сроков выполнения разных проектов и использования современных инструментов стратегического и тактического планирования.

Совершенствование компонентов CALS-систем (например, систем автоматизированного проектирования, ERP-систем, MES-систем, систем управления технологическими процессами, систем хранения и управления информацией о промышленном изделии) и ЕИП вызвало появление новой

организационной формы контрактного объединения организаций, поддерживающих этапы ЖЦ сложной продукции и имеющих общие бизнес-процессы, - «виртуального предприятия». Виртуальное предприятие формируется в неоднородной сетевой среде мультиагентными технологиями. Механизмы виртуализации давно применяются в различных вычислительных системах. Они поддерживаются в них аппаратно и программно. Благодаря виртуализации, вычислительные процессы эффективно обеспечиваются ресурсами, которые предоставлены для их совместного использования.

Функциональные возможности современных программных систем убедительно доказывают, что они доведены разработчиками до той степени развития, которая дает квалифицированным потребителям реальные ощутимые преимущества. Это обусловлено тем, что их создание базируется на большом и разностороннем интеллектуальном потенциале разработчиков ведущих компаний мира.

В настоящее время на рынке труда растет востребованность в хорошо подготовленных ответственных и самостоятельно мыслящих инженерных кадрах соответствующих направлений и специальностей, обладающих фундаментальными знаниями в своей области и владеющих методами и технологиями машинного моделирования, проектными компьютерными технологиями и методами, методами и технологиями концепций CALS и PLM: системными методами и информационно-телекоммуникационными технологиями по автоматизации и многоуровневому функциональному управлению в современной производственной организации.

В плане соблюдения отечественными производителями требований стандартов CALS и подготовки техническими вузами нужных кадров ныне существует тенденция отставания России от уровня передовых промышленно развитых стран мира.

С экономической точки зрения, в техническом вузе при реализации вышеуказанного средствами современной программной индустрии возможно существенное сокращение затрат (проявление рентабельности инвестиций (ROI, Return On Investment) вуза) на приобретение и использование множества экземпляров современного дорогостоящего автоматизированного технологического оборудования, систем быстрого прототипирования, охранных средств, технических средств защиты информации, программно-управляемых промышленных роботов, транспортных средств с проводной и беспроводной связью, автоматизированных систем хранения материалов, комплектующих и продукции, средств измерений, операторских панелей, электро-, гидро- и пневмоприводов, контроллеров, контрольно-измерительных приборов, промышленных компьютеров, структурно перестраиваемых сетей промышленного назначения, информационно -измерительных и управляющих систем и комплексов.

Сказанное неразрывно связано с возникшей в конце XX века в промышленной индустрии концепцией цифрового производства (DM, Digital Manufacturing), базирующейся, прежде всего, на концепциях CALS, автоматизированного проектирования трехмерной виртуальной продукции

(цифрового изделия) и виртуального моделирования разнообразных систем и процессов.

Нынешний уровень развития программной индустрии демонстрирует воплощение положений указанных концепций в линейках инструментального программного обеспечения ряда ведущих мировых компаний, в их числе Dassault Systemes, PTC и Siemens.

Концепция цифрового изделия поддерживается инструментами

- Разработки 3-мерной модели изделия;

- Промышленного дизайна;

- Проектирования интерактивной технической документации;

- Симуляции и проверки заданных требований;

- Проектирования приспособлений и оснастки;

- Симуляции обработки материалов.

Концепция цифрового производства поддерживается инструментами

- Сборки узлов и изделия из деталей;

- Единым ассоциативным источником информации для производства;

- Оптимизации работы предприятия;

- Моделирования работы человека;

- Анализа качества и управления данными;

- Управления производственными и технологическими процессами.

Использование в технических вузах информационно-

телекоммуникационных технологий концепций CALS, PLM и DM позволит создать условия для мотивированного формирования у студентов наперед заданных профессиональных компетенций технических и технологических направлений, новой инженерной культуры и широкого внедрения в педагогическую практику новых методических разработок, направленных на интенсификацию учебного процесса, реализацию инновационных идей образовательного процесса.

Развитие технологий цифровых производств дает основание для того, чтобы рассматривать уже концепцию цифрового промышленного предприятия. С точки зрения автора, цифровое промышленное предприятие (цифровая промышленная организация) есть предоставляемая пользователям для интерактивного восприятия система внутри глобально интегрированного программно-аппаратного пространства, которая сформирована как фрагмент или целостная модель открытого промышленного предприятия и которая доступна для имитации в нем работы ее разных систем, сетей, людей, заинтересованных сторон и использования ресурсов с целью выявления условий достижения наперед заданных требований, предъявляемых к будущей или реально действующей промышленной организации. Цифровое промышленное предприятие является как приемником, так и источником разнообразной информации ЕИП реальной (физической) производственной организации, поддерживающего производственный и постпроизводственный ЖЦ продукции соответствующими информационными системами и функциональные механизмы виртуальной организации.

На взгляд автора, понимание концепции цифрового промышленного предприятия, информационно-коммуникационных технологий, инструментов его создания и симуляции от различных зарубежных и отечественных компаний привнесет значимую составляющую в развитие конкурентно способного производственного предприятия, а также и технического вуза. В техническом вузе появится больше возможностей для проектирования эффективной образовательной системы, обеспечивающей реализацию не «поддерживающего обучения», а перехода к открытому «опережающему образованию», насыщенному передовыми технологиями и сведениями о новейших достижениях фундаментальных наук.

© Г.А. Сырецкий, 2009