Системы автоматизированного проеектирования

Вначале термин «автоматизация проектирования» применялся во всех тех случаях, когда ЭВМ использовали для расчетов, связанных с проектированием. Но сейчас этот термин приобрел более специфический смысл, относящийся к интерактивным системам, в которых проектировщик и ЭВМ при решении задач проектирования взаимодействуют друг с другом. При помощи автоматизации проектирования результаты проектирования объектов, в которых использовались новые идеи и технические средства, могут быстро сообщаться проектировщику в удобной для него форме. Благодаря этому за короткий промежуток времени можно глубоко проникнуть в суть проблем, связанных с проектированием. Автоматизация проектирования также позволяет создавать необходимую документацию и проверять полученные результаты. Таким образом, сегодня речь идет о создании, так называемых, интеллектуальных человеко-машинных систем, в рамках которых возможно выполнение всего цикла проектных работ, начиная от научных исследований и кончая изготовлением конструкторской и технологической документации, а в ряде случаев – макетов или опытных образцов. Причем, «интеллектуальность» таких систем определяется тем, в какой степени эта система способствует раскрытию и использованию интеллектуальных возможностей человека, его знаний и опыта как специалиста, освобождая его от механической и нетворческой работы.

Проектирование – это комплекс работ по исследованию, расчетам и конструированию нового изделия или нового процесса. В основе проектирования лежит первичное описание – техническое задание.

Различают следующие системы проектирования: неавтоматизированное проектирование и автоматизированное проектирование.

Процесс проектирования, осуществляемый человеком вручную (без использования ЭВМ), называют неавтоматизированным проектированием

Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным проектированием.

Необходимо выделить понятие автоматического проектирования, которое остаётся для выполнения отдельных вычислительных операций, процедур, выполняемых средствами вычислительной техники согласно заложенным в них программам.

Т.о. автоматическим проектированием называют проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования осуществляются без участия человека. Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов.

Процесс проектирования осуществляется системой проектирования, т.е. совокупностью взаимодействующих друг с другом проектировщиков и необходимых для проектирования технических средств.

Система – совокупность элементов, объединенных единством цели и иерархией взаимоотношений. Частью системы может быть элемент или другая система (подсистема). В технике рассматриваются сложные технические системы (стс). Понятие сложности определяется наличием подсистем (п/с) различной физической природы. Каждая подсистема может выполнять свою подцель, но в результате все они работают на единую цель всей системы.

По существу, системы проектирования могут рассматриваться как сложные человеко-машинные многоконтурные, многомерные системы управления с обратной связью, требующие сбора, передачи, переработки и использования информации для достижения цели проектирования. Они должны быть подчинены тому или иному критерию оптимизации, например, критерию наименьшей продолжительности или максимального быстродействия при ограниченных затратах, или критерию быстрейшей окупаемости спроектированной системы и т.д.

Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков.

– По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР.

1. САПР для применения в отраслях общего машиностроения (машиностроительные САПР).

2. САПР для радиоэлектроники (Electronic CAD) системы.

3. САПР в области архитектуры и строительства.

Кроме того, известно большое число более специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Например, САПР больших интегральных схем, САПР летательных аппаратов, САПР электрических машин, и т.д.

– По целевому назначению различают САПР (или подсистемы САПР), обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе машиностроительных САПР появляются CAE/CAD/CAM системы:

1. конструкторские САПР общего машиностроения, часто называемые просто CAD (Computer Aided Design) – системами (проектирование и конструирование).

2. технологические САПР общего машиностроения, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства или системами CAM (Computer Aided Manufacturing).

3. САПР функционального проектирования, или CAE (Computer Aided Engineering) системы (инженерные расчеты). Проведение всех необходимых расчетов в процессе анализа выполненной конструкции.

4. САПР информационной поддержки производства PDM (Product Data Management) системы (управление проектными данными).

– По масштабам(комплексности решаемых задач) различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР (например, комплекс анализа электронных схем); системы ПМК; системы с уникальными архитектурами не только программного, но и технического обеспечений.

– По характеру базовой подсистемы – ядра САПР:

1) САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов.

2) САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных.

3) САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые программно-методические комплексы.

4) Комплексные (интегрированные) САПР. Состоят из совокупности подсистем предыдущих видов.

Системы Автоматизированного Проектирования (САПР) – совокупность методов автоматизированного проектирования, средств их реализации (программных, технических, информационных и др.), а также специалистов, ими владеющих.

 

Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем.

Структурными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами системы и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по некоторым признакам части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.

Различают подсистемы функциональные (проектирующие) и обеспечивающие (обслуживающие).

Функциональные подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерами функциональных подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.

Обеспечивающие подсистемы предоставляют необходимые ресурсы для работы функциональных подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР.

Типичными обеспечивающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, управления процессом проектирования, пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.

Понятие «Виртуальное предприятие». Цель создания виртуального предприятия.

В теории управления определение “виртуальный” стало ключевым. Все чаще говорят о виртуальных продажах, банковских операциях, фондах, фабриках и организациях. В принципе виртуальное предприятие обладает теми же возможностями и потенциалом, что и традиционное. Но в то же время у него нет подобных институциональных и структурных рамок. Такой “квазиорганизации” можно дать следующее определение:

Виртуальное предприятие – это добровольная временная форма кооперации нескольких, как правило, независимых партнеров (предприятий, институтов, отдельных лиц), обеспечивающая благодаря оптимизации системы производства благ большую выгоду клиентам. На базе согласованных представлений о содержании хозяйственного процесса и явно выраженной культуры доверия партнеры по кооперации совместно используют свои ключевые компетенции в форме ресурсов и способностей, чтобы добиться результата лучше, дешевле, быстрее, гибче и с конкурентным преимуществом в международном масштабе. С точки зрения клиента динамичная сеть выступает как единое предприятие, использующее возможности самых современных информационных и коммуникационных технологий.

Поскольку в настоящее время под «виртуальными» понимаются как бизнес-процессы, так и отдельные фирмы, постараемся понять, что же на самом деле означает этот термин.

Виртуальная организация представляет собой организацию, существующую как корпоративное, некоммерческое, образовательное или иное объединение, не имеющее географического центра и функционирующее через телекоммуникационные средства.

Виртуальная организация образуется юридически независимыми организациями, разделяющими между собой ресурсы и навыки для достижения поставленных задач, не обязательно связанных с получением прибыли. Взаимодействие между членами виртуальных организаций происходит в основном через компьютерные сети.

В бизнесе под виртуальной организацией понимается фирма, нанимающая внешних подрядчиков для выполнения её основных функций.

Можно привести примеры и более кратких определений виртуального предприятия. Так, немецкий исследователь К. Блейхер под виртуальной корпорацией понимает межорганизационное гибкое предприятие, создаваемое на время, главная цель которого – получение выгоды благодаря расширению ассортимента товаров и услуг.

Для большего понимания обратимся к стандартному словарному определению «виртуальности». Согласно Вебстеровскому словарю, оно трактуется как «действительная сущность или эффект, не являющийся фактом, однако фактически существующий или эквивалентный ему». В экономике можно найти нечто схожее, когда констатируется «эффект без факта присутствия». Примером может служить термин «компания», который в принципе обозначает некую экономическую структуру, однако на самом деле может иметь место нечто иное.

Интересно отметить, что термин «виртуальная организация» (ВО) имеет огромный диапазон значений и определений. Так, например, Давидов (Davidow) и Мэлоун (Malone) использовали термин «виртуальная корпорация» для обозначения любых новых организационных форм, жизненный цикл которых ограничен определенными временными рамками, а центральное место занимают информационные технологии. В противоположность этому, Бурне (Byrne) предложил использовать тот же самый термин для временного набора электронных телекоммуникационных связей между эфемерными образованиями, которые жертвуют уровнем своей компетенции во славу эффективного взаимного сотрудничества. Мартин (Martin) предложил термин «кибернетическая корпорация», в основе которого лежат высокоскоростные каналы связи, заложенные в сетях Интернет и Интранет. В противоположность этому, ряд авторов или не допускают возможности существования ВО без электронных взаимосвязей или же полностью отрицают их необходимость.

В доступной авторам литературе можно найти расхождения и в отношение новизны ВО. Ряд исследователей рассматривает виртуальную организацию в качестве новой организационной формы. Общими для структуры ВО параметрами, по их мнению, являются более гибкая структура и совместимая (коллаборативная) культура партнеров. В противоположность этому, Ванкатраман (Vankatraman) и Хендерсон (Henderson) считают, что виртуальная организация не характеризуется какими-либо новыми экономическими параметрами, однако виртуальность, как таковую, они определяют «способностью стабильно осуществлять и координировать работу организации в критических условиях».

Эмпирические исследования виртуальной организации еще достаточно редки и свидетельством этому являются приведенные выше разночтения в самом понимании ее сущности. Если допустить, что ВО имеет классическую внутреннюю организационную форму, например, форму совместного предприятия или стратегического альянса, тогда определение виртуальной организации для них равнозначно, поскольку не ясно, как они различаются в организационных параметрах, направлениях деятельности или же по наличию взаимодействующих друг с другом сетей связи. Дифференциация затрудняется также в случае, когда необходимые для жизнедеятельности условия до конца не ясны. Более того, сомнение и двусмысленность проявляется по мере того, как увеличивается интервенция, организованная бизнес-прессой, использующей термин ВО в качестве тенденционного для названия им любой организации, которая или сама себя называет «виртуальной» (или же называют ее так многие другие), или же лишь в незначительной степени проявляет эту самую виртуальность. Даже работники правительственных учреждений в некоторых странах делают попытку назвать в перспективе свое ведомство «виртуальным правительством».

В принципе для существования виртуальной организации необходимо два структурных условия: географическая дисперсия организуемых единиц и электронные связи производственного процесса.

Под первым структурным условием понимается пространственная рассредоточенность вовлекаемых в ВО индивидов, групп, департаментов или целых компаний при минимуме в виде двух местоположений. Второе структурное условие заключается в том, что производственный процесс в ВО не может быть полным без поддержки его информационными технологиями, предназначенными для взаимосвязи рассредоточенных структур.

Не менее важно понимать, что виртуальная организация — отличная от других организационная форма, причем она не является собственностью какой-либо организации. Это как раз исключает ВО из разряда современных универсальных организаций, которые интенсивно используют коммуникационные средства связи, однако не имеют прямого отношения к формированию производственного процесса. Примером в этом плане могут служить многонациональные корпорации с дисперсией составляющих и спутниковой связью, не являющейся базовой информационной составляющей для формирования производственных процессов.

Проведенный выше анализ позволяет сформулировать следующее рабочее определение:

Виртуальная организация представляет собой временную или постоянную совокупность географически разобщенных индивидов, групп, организационных единиц или же целостных организаций, функционирование производственного процесса у которых проходит при обязательном участии информационных технологий, включая электронные средства связи.

Сформированное определение ВО, однако, носит лишь теоретический характер и не обладает достаточной убедительностью для правомерного использования его на практике. Была поставлена задача разработать исследовательскую модель ВО, в основе которой информационные технологии играли бы центральную роль и являлись бы основой этой организации. Необходимость построения такой модели диктуется и тем, что существующий в настоящее время широкий спектр концепций в определении сущности ВО в большинстве случаев имеет разночтения по условиям, необходимым для жизнедеятельности, новизне этой формы экономической деятельности и т.п. Примером может служить само наименование, которое, как уже упоминалось выше, зачастую используется в качестве звонкого термина. Так все большее число организаций объявляют себя в качестве «виртуальных». Все это создает неопределенную и даже двусмысленную ситуацию, при которой ВО появляются повсеместно, в то время как нельзя сказать с большой долей уверенности, какая из них в действительности представляет собой виртуальную организацию.

Что касается виртуальной организации, то само понятие общей цели, основы любой организации, будет проявляться как пересечение целей, т.е. объединение людей, групп, организаций со схожими интересами для достижения каждым своей индивидуальной цели, поскольку компоненты виртуальной организации автономны и являются составляющими, но других организаций.

Виртуальная организация– это организация, которая создается для выполнения какой-либо работы или реализации возникающей потребности. Это позволяет избежать постоянных изменений организации и в то же время использовать возникающие возможности. Если бюрократия имеет внутреннюю направленность целей, органические организации больше говорят о своем предназначении, миссии, и цели направлены вовне, то виртуальная организация не имеет цели, она сама есть цель. Она появляется в нужное время в нужном месте для реализации возможностей и исчезает после. Такая «сверх быстрота» уже возможна технологически, вопрос за организацией, за людьми, задачами, способами и приемами управления, а здесь на первое место выходят доверие, дисциплина и взаимопонимание, на чем строятся отношения между людьми.