Бровкин А.Г., Бурдыгов Б.Г., Гордийко С.В. Бортовые системы управления космическими аппаратами (2010) (1246599), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Любыеновые технологии, и в частности информационные технологии, позволяют снижать трудозатраты на выполнение определенных работ. Вэтом случае речь идет о разработке, хранении и корректировке больших объемов технической документации и сборе, систематизации иобеспечении быстрого направленного поиска информации в большихобъемах данных.
Такие задачи решаются сегодня с использованиемОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯCALS-технологий [20] (CALS – Continuous Acquisition and Life-cycleSupport – поддержка изделия в течение всего жизненного цикла).Управляемость и наблюдаемость процесса разработки могут бытьобеспечены с использованием PDM (Product Data Management) систем,предоставляющих обширные возможности для сбора, структурирования и хранения исчерпывающей информации об изделии на разныхэтапах его жизненного цикла, анализа ситуации и управления разработкой, изготовлением или сопровождением изделия.Наряду с PDM-системами современные автоматизированные технологии разработки включают разнообразные CAE (Computer AidedEngineering), CAD (Computer Aided Design) и CAM (Computer AidedManufacturing) системы, автоматизирующие процесс разработки технической документации и производства изделий.
При этом следуетподчеркнуть, что использование указанных систем предполагает определенную организацию разработки и взаимосвязь ее с последующимпроизводством и эксплуатацией изделий.Электронная форма документов используется не только для быстрого внесения изменений в документ, но и для быстрого поиска документа, ознакомления с ним и оперативного и автоматизированногозаимствования из документа необходимой информации. Автоматизация процесса разработки предполагает:– резкое снижение бумажного документооборота и замену егоэлектронной передачей информации;– создание электронных шаблонов документов, что не только существенно сокращает временные затраты разработчиков, но и повышает качество документов;– разработку программ, позволяющих автоматически заимствовать информацию из одних документов в другие, что, конечно, предполагает использование определенных форматов документов,позволяющих организовать поиск необходимой информации;– создание электронных архивов документации и соответствующих баз данных.В целом, говоря об автоматизации и повышении эффективностипроцесса разработки, необходимо выделить ряд факторов.251252БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИВо-первых, это структура самого процесса разработки и взаимосвязь его составных элементов.
Перспективным является подход, когдаразработки конкретных изделий инициируются определенными достижениями в разработках их элементов, проводимых в известнойстепени независимо на основе программ отраслевых научно-исследовательских работ предприятия.Во-вторых, это проблемы унификации и открытой архитектурыаппаратуры, роль которых определяется ростом привлекательностиизделий для потребителя за счет обеспечения поддержки их жизненного цикла и обеспечения сравнительной простоты модернизации изделий, а также существенным снижением издержек при разработкеизделий.В-третьих, это организационные меры по совершенствованию технологии разработки.
Их роль иногда упускается из вида, хотя никакиесистемы и средства автоматизированного проектирования сами посебе не в состоянии радикально повысить эффективность разработок.В-четвертых, это меры, которые можно было бы назвать «малойавтоматизацией», они не требуют вложения значительных средств.Эти меры также часто упускаются из вида, и, как показывает опыт,возможности имеющихся практически на каждом предприятии компьютеров и программного обеспечения используются далеко не полностью.12.4. Структура процесса разработкиАнализируя последовательность событий при создании образцовновой техники, можно выделить два основных варианта их развития.Первый вариант начинается с постановки некоторой утилитарной задачи.
Далее на основании анализа возможного технического обликаустройства или системы, способных решить поставленную задачу, выделяются отдельные научно-технические проблемы, сопутствующиерешению данной задачи. Если эти проблемы ординарны, они решаются развитыми инженерными методами, если нет – возможен этапнаучных исследований, направленных на поиск путей их решения.Именно этот вариант организации разработок реализовывался и про-ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯдолжает реализовываться во многих случаях на практике. Достоинством данного варианта организации разработки является ее практическая направленность, которая повышает эффективность разработки,позволяя не распылять имеющиеся ресурсы. Однако в ряде случаевэто заключение оказывается неверным.
Ведь доступные ресурсымогут быть не фиксированными, а расти при выборе рациональнойорганизации разработок. При этом увеличение затрат может приводить к росту эффективности разработок.Иной вариант развития событий заключается в том, что созданиенового устройства или системы инициируется прорывами в решениичастных задач, развитием определенных технологий. На самом делетакая связь всегда имеет место, так как сама идея создания нового изделия возникает в результате появления информации о новых технических решениях и технологиях, которые могут способствоватьсущественному улучшению характеристик уже созданных устройстви систем или созданию принципиально новых устройств и систем. Отметим, что развитие любого отраслевого направления, связанного ссозданием того или иного элемента изделия, происходит в значительной степени независимо.
Это обусловлено тем обстоятельством, что нанего влияют как практические задачи, ставящиеся в связи с созданиембольшого числа различных изделий различными предприятиями в разных странах, так и идеи, возникающие у большого числа специалистов.12.5. Унификация аппаратуры и использованиепринципов открытой архитектурыКаждое предприятие, использующее в своих изделиях определенные элементы, должно:– либо самостоятельно их разрабатывать и при этом владеть современным уровнем соответствующей технологии,– либо ориентироваться на получение необходимых комплектующих на стороне.В первом случае часто бывает невыгодным использовать создаваемые комплектующие только в своих изделиях, так как при этом затраты на разработку раскладываются на малые серии комплектующих253254БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИэлементов. В любом случае заказ разработок комплектующих элементов другим предприятиям является мерой, целесообразность которойтребует тщательного обоснования.Так как разрабатываемые и производимые самостоятельно комплектующие элементы изделий желательно использовать не только всвоих изделиях, но и предлагать на рынке, они должны быть достаточно универсальны, чтобы охватить потребности не только своих изделий, но и максимального числа потенциальных покупателей.
В своюочередь, это ведет к необходимости в определенной степени автономного развития отраслевых направлений на предприятии и унификации разрабатываемых в рамках этих направлений устройств, чтообуславливает особую актуальность унификации в настоящее время.Понятно, что такой подход удешевит разработки систем и, что весьмаважно, ускорит их.Свойства изделий, интересующие потребителя, включают их технические и эксплуатационные характеристики.
Для сложных изделий,о которых идет речь, важнейшее значение имеет возможность оперативного освоения изделия и быстрого определения причин отказов.Сегодня такую возможность предоставляют электронные интерактивные руководства по эксплуатации и обслуживанию, но понятнотакже, что этому будут способствовать унификация элементов изделий и использование принципов открытой архитектуры. Следующимважнейшим потребительским свойством сложного изделия являетсявозможность и относительная простота его модернизации, что можетбыть обеспечено также при использовании унификации элементов изделий и принципов открытой архитектуры. При этом пользователь должен быть уверен, что организация модернизации или ремонтаизделия будет достаточно проста.12.6.
Средства автоматизации разработокСреди средств автоматизации разработок можно выделить средства, требующие значительных затрат на приобретение оборудованияи программного обеспечения, и средства, требующие практическилишь затрат рабочего времени сотрудников на их создание. К первымОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯотносятся: CAD-системы для проектирования и конструированияэлектронных и механических устройств, включая средства для разработки схемотехнических моделей электронной аппаратуры (моделирование на уровне электрических схем); аппаратура контроляустройств; системы разработки электронной интерактивной эксплуатационной документации и PDM-системы.Значение CAD-систем для проектирования, конструирования исхемотехнического моделирования электронных и механическихустройств, а также систем разработки электронной интерактивной эксплуатационной документации, конечно, нельзя переоценить.
Помимосокращения сроков разработки и повышения ее качества, они упрощают реализацию разрабатываемых изделий, так как современный покупатель требует или, по крайней мере, предпочитает изделия,снабженные электронными интерактивными руководствами, документация которых выполнена с использованием современных CADсистем.В процессе разработки документации целесообразно выделятьформу и информационное содержание каждого документа. Формы документов единообразны, по крайней мере для одного предприятия. Вбольшинстве случаев формы документов определяются теми илииными стандартами, и тогда на них накладываются достаточно жесткие ограничения.
Если документ создается на электронном носителе,а не на бумаге, форма документа может быть разработана однократно(создан шаблон документа), что заметно снизит последующие рутинные трудозатраты на создание аналогичных документов.Информация, содержащаяся в каждом документе, в значительнойстепени импортируется из других документов.
Естественно, что желательно уменьшить время и трудозатраты при этом информационномобмене. Для документов в электронной форме данная задача решаетсядостаточно просто. Для снижения времени чтения документов необходимо структурирование информации и создание автоматизированных систем ее поиска, что реализовано в ряде PDM-систем.Накопление данных о функционировании изделий в течение всегоих жизненного цикла имеет большое значение для подтверждения ха-255БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИРис. 12.1 Организация и обеспечение разработки256ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯрактеристик изделий.
При решении этой задачи могут использоватьсякак экспериментальные данные, так и результаты расчетов характеристик и математического моделирования функционирования изделий, а также экспериментальные данные модифицированных имодернизированных изделий, часть параметров которых отлична отсоответствующих параметров базового изделия.В целом проектирование различного рода сложных систем можнопредставить как непрерывный процесс, основывающийся, с однойстороны, на достижениях и росте технологического уровня в областисоответствующей элементной базы, а с другой – на постановке новыхзадач или росте требований к системам, которые становятся возможными при условии достижения более высокого технологическогоуровня.Структуру процесса организации и обеспечения разработки иллюстрирует рис.
12.1. Объектом управления в данном случае являютсяподразделения предприятия. Управление реализуется с использованием автоматизированной системы управления (АСУ) предприятия,представляющей собой совокупность аппаратных средств (компьютеров, периферийных устройств, локальной вычислительной сети),специализированного программного обеспечения и нормативных документов (стандартов предприятия, технологических маршрутныхкарт, положений, руководств и т.п.). АСУ постоянно модернизируется:совершенствуются как средства АСУ, так и объект управления.Для эффективной работы предприятия должен реализовыватьсяцелый ряд обеспечивающих мер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
