Информационные технологии в машиностроении

     Введение

     Мы  живем в век высоких технологий, и бум интеллектуализации всего, чем пользуется человек, добрался и  до авто. Сегодня автомобильная промышленность разрабатывает не только лучшие запчасти и комфортный дизайн, но и системы, позволяющие машинам общаться, самостоятельно планировать маршрут и беречь экологию.

      В условиях рынка и глобализации производства современное машиностроительное предприятие вынуждено искать новые подходы к организации своей деятельности в условиях c-commerce. Термин c-commerce (collaborative commerce) содержательно можно определить как "управление совместной разработкой, производством, выпуском и сопровождением изделий на базе информационных технологий (ИТ)".

     Базой современной высокотехнологичной  промышленности являются массовые информационные технологии, обеспечивающие сквозную автоматизацию процессов проектирования, конструирования, подготовки и функционирования производства, изготовления и сопровождения новых промышленных изделий. Только на такой единой основе можно существенно сократить стоимость разработки и сроков выхода на рынок новой продукции. Так, использование в автомобилестроении США информационных технологий позволило сократить сроки разработки новых моделей автомобилей в два раза - с 5 лет в 1980-х годах до 2, 5 лет в настоящее время. Однако настоящий прорыв в автомобилестроении (как и во многих других отраслях) возможен в ближайшие 5 - 10 лет, когда произойдет тотальное внедрение в промышленность массовых суперкомпьютерных технологий, которые придут на смену информационным. Авторы отмечают, что фактически в США и Европе уже созданы необходимые условия для такого внедрения в ближайшие 5 - 10 лет суперкомпьютерных технологий в промышленность, прежде всего в системообразующие компании-отрасли. В перспективе это обеспечит их безусловное лидерство на мировых рынках высокотехнологичной продукции. В России процесс информатизации машиностроительных предприятий, по большому счету, только начинается.

     1. Новые технологии  в автомобилестроении

     Начнем, пожалуй, с более привычных общественному сознанию технологий.

       Полным ходом идет разработка  систем, позволяющих автомобилям  «общаться» между собой. Передача  данных между авто призвана  обезопасить ситуации на дороге. Однако предупреждение об аварийной  ситуации – только небольшая  часть из того, на что способны системы передачи данных, именуемые «Vehicle to vehicle», или V2V.

     Через несколько лет автогиганты прогнозируют эти системы всем авто, включая, в  первую очередь, общественный транспорт. Уже сегодня школьные автобусы Америки  используют технологию GPS для более безопасного вождения. Разработку ведет «Car-2-Car» - консорциум Европы, участниками стали научные университеты и такие производители, как «FIAT», «Renault», «General Motors», «BMW» и другие. Целью разработки является обширное поле зрения владельца авто и информированность о ситуации на дороге, независимо от расстояния и видимости. Возможно, вскоре, мы будем знать, что ждет нас как за поворотом, так и за сотни километров. Производители стремятся к единой системе для всего мира и любых машин. Пока задействованы 3 технологии - GPS, беспроводные сети и ПК для обработки информации. Машины смогут «узнавать» друг о друге все: место, направление, скорость, состояние запчастей и многое другое. Есть даже планы снабдить аналогичной системой светофоры и знаки на дорогах, чтобы те «сообщали» авто последние дорожные новости. Над системой трудятся и психологи, чтобы обеспечить наиболее эффективную форму «общения» между человеком и машиной. Пока рано говорить о точном времени выпуска V2V в массы, но известно, что по цене система будет доступна всем.

     А в Германии авторазработки отличились оригинальностью. Спроектирован автомобиль, способный обходиться без водителя. Машина «Люкс» скоро отправится в  Америку, где десятки «самостоятельных»  авто устроят рейд по городским дорогам. Лидером будет признана самая быстрая машина, не учинившая аварию, наезды на тротуары и не сбившаяся с курса. Идея такого конкурса принадлежит Пентагону, разработчики призера получат 2 000 000 долларов. Новые разработки пойдут не только в военное автомобилестроение, но и в массовое производство. Например, лазерные «очи», принимающие самостоятельные решения, и автоматическая парковка. Лазерные датчики под фарами авто сканируют путь на сотни метров вперед и сзади. Управляет машиной компьютерный чип, включая газ, тормоз, передачи скоростей и управление рулем. Реакция чипа - менее 100 мл. сек. Словно за рулем водитель - невидимка. Для рейда машинам необходима скорость от 30 миль/час. Перед гонкой в систему внесут карту местности и точки проезда. Все остальное машина сделает сама. 

     2. Современные информационные системы

     Эффективность управления ЛС в значительной мере зависит от эффективности информационного  обеспечения системы (информационная логистика).

     Темпы развития и расширения сферы информации в настоящее время весьма высоки. Характерной чертой большинства процессов, в том числе и транспортных, является постоянное расширение и создание новых информационных связей, которые совершенствуются и приобретают новые функции благодаря применению современной техники и технологии. Эффективность функционирования системы зависит от эффективности управления технологическими, организационными и другими процессами. Следовательно, наиболее важным становится обеспечение непрерывности управляемых процессов в узловых точках, где осуществляется прохождение грузов между сетями различных транспортных агентов и тем самым там, где осуществляется прохождение информации между различными сетями. Это касается, например, перевалочных пунктов (портов, железнодорожных станций, аэровокзалов и т.д.), а также организации бесперебойных смешанных перевозок (железнодорожный/речной транспорт, железнодорожный/автомобильный транспорт).

     Традиционно эффективность информационного  обеспечения процессов в ЛС связывалась  с применением информационно-поисковых систем (ИПС). Однако практика эксплуатации таких систем показала их недостаточную эффективность. Это обусловлено тем, что функции ИПС ограничены, как следует из их названия, поиском информации, тогда как суть деятельности в рыночных условиях составляет выбор и принятие решений с учетом интересов всех участников доставки. Действительно, ИПС не информирует потребителя о предмете запроса в том смысле, что как-то изменяет его знания по этому предмету. Она информирует его лишь о наличии (или отсутствии) документов, имеющих отношение к его запросу, и о том, где эти документы можно найти.

     Анализ  показал недостаточный уровень  развития технических и программных  средств, предназначенных для приема, обработки и передачи информации.

     Современные информационные технологии, такие, например, как системы поддержки принятия решений, экспертные системы и другие, обеспечивают возможность для эффективного анализа технико-экономических проектов, моделирования процессов, подготовки и представления результатов для последующего принятия решений. Применение современных информационных технологий позволяет повысить эффективность доставки грузов за счет возможности быстрого доступа к информации о субъектах (покупатель, перевозчик, терминал) и объектах (товары, услуги) доставки.

     Система Gonrand. Одной из задач информационной системы Gon-rand является сбор информации о наличии груза. Перевозчик дает заявку о свободных провозных  возможностях и направлении перевозки. Информация заносится в базу данных. Информация о грузах поступает в систему непрерывно. Система позволяет группировать грузы по отправителям, получателям, количеству мест и выдает информацию об отправлении, наименовании грузополучателя, номере автомобиля, заказчике, коде департамента и сумме отправлений по департаментам.

     Система Videotrans предназначена для информационного  обслуживания предприятий транспорта, которые могут получать справки  и вводить информацию о наличии  в их распоряжении транспортных средств  или товара для доставки.

     Система СТС предоставляет для экспедиторов информацию о наличии грузов, типах автомобилей, маршрутах наиболее рационального движения, адреса транспортных фирм, имеющих в наличии свободный подвижной состав, и т.п. Для перевозчиков система предоставляет следующую информацию: возможность загрузки грузом, адрес отправителя, место и время загрузки, время прибытия с грузом, адрес получателя и т.п.

     Система BRS функционирует аналогично системе  СТС. Грузоотправитель контактирует не с перевозчиком, а с информационной системой. Фирма гарантирует оплату перевозчикам выполненной перевозки, если заказчик не произвел своевременно оплату, что повышает привлекательность обслуживания, расширяя тем самым охват рынка потребителей.

     Система Espace Cat сообщает пользователю параметры  перевозимых грузов и схемы их размещения в кузове транспортного средства, представляя эти данные в виде трехмерных графиков. Система вычисляет параметры оптимальной упаковки. Обладая модульной структурой, она достаточно легко приспосабливается к требованиям пользователей.

     Создание  интегрированных систем для поддержки  принятия решений при управлении распределением товаров является актуальной проблемой. Такие интегрированные  системы включают базы и банки  данных, банки моделей, систему информационной поддержки и позволяют проводить экспертные и аналитические оценки при принятии решений.

     Система ISCIS является интегрированной информационной системой, обслуживающей логистический  канал. Время доставки сообщений  из любой точки земного шара в  другую ограничивается только продолжительностью процесса переформатирования данных, временем ожидания начала обслуживания, а обработка сообщений производится в режиме реального времени, что существенно важно для поставщиков и потребителей, работающих по системе Kanban, "точно в срок" и др.

     Система GPS - автоматизированная глобальная спутниковая  система, предназначенная для определения  широты и долготы местонахождения  транспортного средства (судна, самолета, грузового автомобиля и т.п.). Система  связана с искусственными спутниками Земли. Каждый спутник непрерывно передает в эфир сигналы времени и координаты своего местонахождения. Транспортное средство должно быть оснащено специальным приемным устройством, которое принимает сигналы с трех спутников одновременно, обрабатывает их и выводит координаты точки местонахождения на дисплей (погрешность результатов составляет не более 3-15 м).

     3. Информационные технологии в автомобильной промышленности (на примере Горьковского автозавода)

     При подготовке Горьковского автозавода к  выпуску принципиально новой модели легковых автомобилей стояла задача использовать современные решения, в числе которых – информационная система управления новым заводом. Без отлаженной работы ИТ-решений выпуск автомобилей был бы попросту невозможен.

      В марте нынешнего года на нижегородской  площадке «Группы ГАЗ» состоялся  запуск производства опытно-промышленной партии нового легкового автомобиля Volga Siber. Этому событию предшествовало подписание в 2006 году соглашения между «Группой ГАЗ» и корпорацией DaimlerChrysler о покупке производственных активов завода Sterling Heights Automotive Plant, расположенного в Детройте. По условиям соглашения «Группа ГАЗ» приобретала лицензию на производство автомобилей на платформе JR-41, на основе которой и был создан новый легковой автомобиль D-класса под маркой Volga Siber.

     За  это время из США в Россию было доставлено более 3 тыс. единиц сборочного и сварочного оборудования, разработан проект по внедрению передаваемого технологического процесса с корректировкой его под проектные мощности автозавода ГАЗ, установлены 44 робототехнических комплекса, в состав которых вошли 294 робота японского и немецкого производства и две автоматические линии сварки. По сути, для производства Siber был построен новый производственный комплекс, охватывающий цех сборки-сварки кузова, цех сборки автомобиля и модернизированный окрасочный участок.

     По  оценкам специалистов завода, автоматизация  производства на сегодняшний день достигает 85%. Примечательно, что ГАЗ не приобретал информационные технологии Chrysler. «Дело в том, что у Chrysler ИТ неотторжимы, – поясняет директор департамента внедрения информационных систем управляющей компании «Группы ГАЗ» Владимир Капустин. – Их невозможно купить, так как эта система работает только на предприятиях Chrysler и обслуживает только их заводы по всему миру. Она просто не может быть никому передана. Чтобы использовать ее, необходимо быть частью концерна».

     Специалисты управляющей компании «Группы ГАЗ» считают, что с точки зрения информационных технологий управление роботокомплексами – не самая сложная задача в автомобилестроении. Перед информационными системами здесь стоят более масштабные и деликатные задачи – планирование потребностей всего производства, его синхронизация, формирование графиков поставок компонентов и пр.

     Главный сборочный конвейер протяженностью более 300 м выполнен на базе современной  подвесной дороги с меняющейся высотой  для оптимальной установки узлов автомобиля. Узлы собираются на разных участках конвейера, поэтому необходима четкая синхронизация процесса сборки и подачи всех узлов.

     По  условиям соглашения представители Chrysler передали ГАЗу определенный объем технологической, конструкторской, логистической и прочей информации. Автомобиль на 70% собирается из комплектующих, поставляемых американскими и европейскими партнерами. В планах компании – локализовать производство на 50%, а это означает работу с более чем 300 поставщиками изделий и комплектующих со всего мира.