авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНЫЙ СОВЕТ РАН ПО ПРОБЛЕМАМ МАШИНОВЕДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УЧРЕЖДЕНИЕ ...»

-- [ Страница 9 ] --

2.2. Холонические системы и АСТПП Всем известно, что любые производственные системы являются очень крупными и сложными объектами, плохо поддающимися управлению и прогнозированию. Кроме того, чтобы решать проблемы «современного производства» эти системы должны удо влетворять таким фундаментальным требованиям как:

Внутрипроизводственная интеграция.

Распределённое управление.

Неоднородность технологической среды.

[Введите текст] Технологическая совместимость.

Открытая и динамическая структура производства.

Возможность работать в кооперативной среде.

Эффективное взаимодействие персонала с современными программными и ап паратными средствами производства.

Гибкость.

Масштабируемость.

Отказоустойчивость.

Существуют несколько парадигм организации производства, удовлетворяющих всем этим требованиям. Две из них: Распределенные интеллектуальные производ ственные системы (Distributed Intelligent Manufacturing Systems, DIMS) и Холониче ские производственные системы (Holonic Manufacturing Systems, HMS) небезоснова тельно заслуживают особого внимания со стороны промышленности и науки.

2.3. Холон Термин холон впервые был использован британским писателем и журналистом Артуром Кёстлером (Arthur Koestler) для объяснения эволюции биологических и соци альных систем. С одной стороны, эти системы создают устойчивые промежуточные формы, остающиеся самостоятельными в процессе своего развития [4]. С другой — в организации подобных систем крайне трудно провести черту между «целым» (wholes) и «частями» (parts): почти всё целое может в тоже время быть и частью чего-то другого.

Эти наблюдения подтолкнули Кёстлера к созданию нового термина «холон», ко торый представляет собой сочетание греческого слова «holos», означающего целое и суффикса «on», обычно использующегося в названиях частиц (например, протон, нейтрон и т.д.). Кёстлер отмечал, что в полностью независимых живых организмах и общественных организациях нет невзаимодействующих сущностей. Каждая уникаль ная единица, например, клетка в организме или семья в обществе состоит из более мел ких единиц (плазмы и ядра, родителей и детей), в то же время является составной ча стью более крупной единицы (мышечной ткани или человеческого социума).

Основным достоинством холонических организаций, или холархий, является возможность создания очень сложных систем, которые, тем не менее, могут эффектив но использовать ресурсы, имеют очень высокую устойчивость к помехам (как внутрен ним, так и внешним) и способностью быстро адаптироваться к изменениям окружаю щей среды. Холоны в холархии могут динамически создавать и изменять иерархиче ские связи. Более того, холоны могут участвовать в нескольких иерархиях одновремен но. Холархии обладают свойством рекурсивности в том смысле, что холон может сам по себе быть холархией, которая действует как автономная и кооперативная единица в холархии более высокого порядка.

Высокая стабильность холонов и холархий основывается на их полной самостоя тельности, а также умении решать свои проблемы без обращения за помощью к холо нам высших уровней. Холоны могут получать их указания и, в определенной степени, контролироваться ими. Однако полная самостоятельность и автономность холонов по зволяет им оставаться нечувствительными к возмущениям среды, а подчиненность вы шестоящим холонам обеспечивает эффективную работу системы в целом.

[Введите текст] 2.4. Холонические производственные системы — ХПС Концепция Холонических производственных систем (Holonic Manufacturing Systems, HMS) была предложена японским исследователем Хироюки Суда (Hiroyuki Suda) в 1989 году [5]. В 1992 году несколько независимых команд отраслевых экспер тов, учёных и инженеров приступили к разработке фреймворка1 для международного сотрудничества в области Интеллектуальных Производственных Систем (ИПС). К февралю 1992 года было создано технико-экономическое обоснование проектируемого подхода, которое показало, что его использование позволит добиться значительных ре зультатов относительно короткие сроки.

Холонические производственные системы основываются на концепции «холони ческих систем». Холоны в ХПС содействуют оператору, управляющему некоторым объектом или процессом, подбирая наиболее подходящие параметры, строя свои собст венные стратегии и взаимодействуя с другими холонами. Программная реализация ХПС представляет производственную систему как единую среду, состоящую из авто номных модулей (холонов) с децентрализованным управлением. Основная цель подоб ной модели — получить преимущества, которые даёт холоническая структура живым организмам, а именно: гибкость, устойчивость к негативному воздействию среды и эф фективное использование имеющихся ресурсов. Концепция ХПС сочетает в себе луч шие черты иерархических и гетерархической моделей. Она сохраняет стабильность ие рархии, обеспечивая динамическую гибкость гетерархии.

Консорциумом ХПС был разработан следующий перечень определений, позво ляющий применять данный подход в производстве и технологии:

Холон — автономный, способный к взаимодействию строительный блок произ водственный системы, используемый для преобразования, передачи, хранения и проверки информации или физических объектов. Холон может быть частью другого холона.

Автономия — способность некоторой сущности планировать свои действия и контролировать процесс достижения своих целей.

Кооперация — процесс, в котором несколько независимых объектов создают взаимоприемлемые планы и действуют в соответствии с ними.

Холархия — группа холонов, сотрудничающих для достижения некоторой со вместной цели. Холархия определяет основные правила взаимодействия холо нов, тем самым ограничивая их автономию.

Холоническая производственная система — холархия, объединяющая все ас пекты производства и технологии начиная с проектно-конструкторских работ и заканчивая промышленным освоением новых изделий.

3. Заключение В статье рассмотрены два основных подхода к проектированию агентной плат формы для решения задач автоматизации технологической подготовки производства:

использование классической агентной модели и расширяющей её концепции холониче англ. framework, син. каркас — в информационных системах структура программной системы;

программ ное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного про екта.

[Введите текст] ских производственных систем. Также выделены основные направления дальнейших исследований в этом направлении.

Список литературы 1. Botti, V. ANEMONA: A Multi-agent Methodology for Holonic Manufacturing Systems / V. Botti, A. Giret. Springer series in advanced manufacturing. — London: Springer Verlag, 2008. — 214 pp.

2. The Industrial Information Technology Handbook / Ed. by R. Zurawski. — CRC Press, 2005. — 1936 pp.

3. Bellifemine, F. Developing Multi-Agent Systems with JADE / F. Bellifemine, G. Cairo, D. Greenwood. — John Wiley & Sons Limited, 2007. — 286 pp.

4. Koestler, Arthur. The ghost in the machine / Arthur Koestler. — The Danube, 2. Imp edi tion. — London: Hutchinson, 1979. — 384 pp.

5. Suda, H. Future Factory System Formulated in Japan / H. Suda // Japanese Journal of Ad vanced Automation Technology. — 1989. — Vol. 2, no. 10. — Pp. 15-25.

[Введите текст] УДК 658.512.4:658.012.011.56.012. ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОАГЕНТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА Н. Е. Филюков СПб ГУ ИТМО, Россия В статье изложен подход к созданию автоматизированной технологической подготовки производства, включая САПР технологических процессов. Подход основан на использовании многоагентной системы, позволяющий обслуживать кластер родственных предприятий и сократить затраты на установку и сопровождение подсистем АСТПП. Рассмотрен комплекс разработанных web – сервисов, решающих технологические задачи при проектировании технологических процессов.

Современные приборы и машины становятся все более сложными, точными и насыщенными электроникой, следовательно, усложняется и технологическая подготовка их производства (ТПП), от которой во многом зависит стоимость выпускаемых изделий. Главное направление совершенствование технологической подготовки производства – это переход к автоматизированной системе технологической подготовки производства (АСТПП).

Для современных АСТПП характерны следующие особенности:

в АСТПП используются как универсальные (CAD/CAE/CAM/CAPP – системы), так и специализированные комплексы, направленные на решение узких технологических задач;

АСТПП представляет собой сложную и неоднородную информационную систему;

подсистемы АСТПП имеют разный уровень автоматизации и слабо интегрированы между собой, а так же с ERP - системами;

в АСТПП циркулируют модели объектов, информация о которых фиксируется как в графических, так и текстовых файлах различного типа Одним из важных направлений совершенствование АСТПП является применения в ТПП современных информационных технологий (ИТ) [1,2]. В настоящее время наблюдается тенденция по превращению АСТПП в корпоративную информационную систему (КИС), обслуживающую кластер родственных предприятий. Новая архитектура построения АСТПП на базе КИС, на наш взгляд, обладает следующими достоинствами:

способствует виртуализации ТПП за счет обеспечения доступа к удаленным приложениям и базам данных;

сокращает затраты на сопровождение подсистем АСТПП (установка подсистем не требуется, а сопровождение выполняется централизовано на удаленном дата-центре, пользователям всегда будет доступна последняя версии подсистем);

обеспечивает гибкую и простую масштабируемость разрабатываемых подсистем АСТПП.

дает возможность коллективной работы над технологическими проектами в распределенной среде (пользователям необходимо иметь лишь доступ к Интернету);

обеспечивает удобное коллективное сопровождение удаленных баз данных и знаний (каждое предприятие может иметь как свои персональные базы данных и знаний, так и обращаться к общим для кластера базам данных и знаний);

дает возможность последовательного повышения интеллектуального уровня подсистем ТПП за счет использования многоагентных технологий.

Исходя из указанных достоинств на кафедре технологии приборостроения СПб НИУ ИТМО идет активная разработка новой архитектуры построения АСТПП как корпоративной информационной системы. Построение КИС ведется на основе сервис - ориентированной архитектуры (англ. SOA, service-oriented architecture), что дает возможность реализовать модульный подход к разработке программного обеспечения АСТПП, основанный на использовании сервисов (служб) со стандартизированными интерфейсами.

В основе SOA лежат принципы многократного использования функциональных элементов ИТ, ликвидации дублирования функциональности в ПО, унификации типовых операционных процессов, обеспечения перевода операционной модели ТПП на централизованные процессы и функциональную организацию на основе промышленной платформы интеграции.

Компоненты программы могут быть распределены по разным узлам сети, и предлагаются как независимые, слабо связанные, заменяемые сервисы-приложения. Программные комплексы, разработанные в соответствии с SOA, часто реализуются как набор веб-сервисов, интегрированных при помощи известных стандартных протоколов (SOAP, WSDL, и т. п.).

Интерфейс компонентов SОА-программы предоставляет инкапсуляцию деталей реализации конкретного компонента (ОС, платформы, языка программирования, вендора, и т. п.) от остальных компонентов. Таким образом, SOA предоставляет гибкий и элегантный способ комбинирования и многократного использования компонентов для построения сложных распределнных программных комплексов.

SOA хорошо зарекомендовала себя для построения крупных корпоративных программных приложений. Целый ряд разработчиков и интеграторов предлагают инструменты и решения на основе SOA. Кроме того, использование многоагентных технологий, дает нам возможность разделить подсистемы АСТПП нового поколения на интеллектуальные агенты, выполняющие свою конкретную задачу, не зависящие друг от друга, но взаимодействующие друг с другом [3].

В настоящее время нет общепринятого определения, что такое агент, однако, в первом приближении, агент обладает следующими свойствами:

агент – автономная система, способная принимать решения, исходя из своих внутренних представлений о среде;

агент существует в среде;

агент взаимодействует с другими агентами и со средой.

агент может изменять среду;

агент – это аппаратная или программная сущность, способная действовать в интересах достижения целей, поставленных перед ним владельцем и/или пользователем.

Из выше сказанного можно выделить, что агент это интеллектуальная программа, не зависящая от внешних воздействий, но взаимодействующая с другими агентами. Кроме того, агент может иметь базу знаний и базу данных, что позволяет ему накапливать опыт на прецедентах.

Многоагентная система (МАС, англ. Multi-agent system) — это система, образованная несколькими взаимодействующими интеллектуальными агентами. Многоагентные системы могут быть использованы для решения таких проблем, которые сложно или невозможно решить с помощью одного агента или монолитной системы.

МАС также относятся к самоорганизующимся системам, так как в них ищется оптимальное решение задачи без внешнего вмешательства. Например, под оптимальным решением можно понимать минимальный по себестоимости спроектированный технологический процесс.

Главное достоинство МАС — это гибкость. Многоагентная система может быть дополнена и модифицирована без переписывания значительной части программы. Также эти системы обладают способностью к самовосстановлению и обладают устойчивостью к сбоям, благодаря достаточному запасу компонентов и самоорганизации.

В АСТПП нового поколения каждый интеллектуальный агент представляет собой web приложение, выполняющую свою, отведенную ему роль или задание. Данные агенты представляют собой многоагентную SOA систему взаимодействующую друг с другом средствами SOAP протокола, использующего для описания данных XML файлы.

САПР технологических процессов является важной подсистемой АСТПП. Трудоемкость изготовления изделия и его себестоимость в первую очередь зависят от качества разрабатываемых технологических процессов. Сложность проектирования технологических процессов, необходимость разработки оптимального варианта технологии отражаются на стоимости технологической подготовки изделия и, в конечность счете, сказываются и на себестоимости изделия. Поэтому в первую очередь была поставлена задача проверить возможность создания новой архитектуры АСТПП на подсистеме проектирования технологических процессов. В качестве основы для проведения исследований была выбрана САПР ТП «ТИС-Процесс», разработанная на кафедре технологии приборостроения СПб НИУ ИТМО. На основе декомпозиции этой системы были выделены модули, которые были преобразованы в web – сервисы. Для создания удаленных баз данных была использована СУБД MS SQLServer 2008. Для работы с базами знаний использовался специализированный табличный процессор, позволяющий принимать решения по сложным таблицам, введенным в базу знаний. Эти таблицы взяты из технологических справочников, например, для режимов резания и припускам. Табличный процессор так же был переработан под web – сервис.

Необходимо отметить, что web – сервисы, работающие с базами данных, имеют парный характер. Первый выполняет поиск в базе данных, а второй используется для е сопровождения и доступ к ней имеет лишь администратор базы данных. Аналогичным образом организуется работа с базами знаний, сопровождение которых выполняет инженер по знаниям. Важную роль играет модуль администрирования, с помощью которого назначаются права администраторам подразделений (предприятий) и администраторам баз данных (знаний). Кроме того, права доступа могут назначаться некоторым web – сервисам, закрепленным за отдельными предприятиями и учитывающими их специфику.

Некоторые модули имеют два режима работы. Первый - для автономной работы, а другой для взаимодействия с другими модулями. Например, модуль для поиска СТО в автономном режиме может получить от технолога поисковое предписание на поиск инструмента. В системном режиме при автоматизированном назначении инструмента запрос на поиск приходит от другого модуля В рамках САПР ТП «ТИС-Процесс» уже разработаны следующие web – сервисы:

Группа «Администрирование»:

а) web – сервис «Проверка прав»;

б) web – сервис «Сопровождение базы администратора».

б) web – сервис «Сопровождение web – сервисов».

Группа «Работа с каталогом ТП»:

а) web – сервис «Поиск ТП»;

б) web – сервис «Сопровождение каталога ТП»;

в) web – сервис «Регистрация ТП в PDM системе».

Группа «Работа с БОКС (Базой Образцов, Классификаторов и Словарей»:

а) web – сервис «Поиск в БОКС»;

б) web – сервис «Сопровождение БОКС».

Группа «Работа с базой СТО» (базой Средств Технологического Оснащения):

а) web – сервис «Поиск СТО»;

б) web – сервис «Сопровождение базы СТО».

Группа «Работа с базой сортамента материалов»:

а) web – сервис «Поиск сортамента»;

б) web – сервис «Сопровождение базы с сортаментом материалов».

Группа «Работа с табличным процессором»:

а) web – сервис «Поиск в каталоге ТАП»;

б) web – сервис «Сопровождение каталога ТАП»;

в) web – сервис «Принятие решения по ТАП»;

г) web – сервис «Сопровождение базы ТАП».

Группа «Проектирование ТП»:

а) web – сервис «Проектирование маршрута»;

б) web – сервис «Проектирование операции»;

в) web – сервис «Вывод технологических карт»;

г) web – сервис «Расчет исходной заготовки»;

д) web – сервис «Расчет операционных размеров»;

е) web – сервис «Проектирование операционных заготовок»;

ж) web – сервис «Заказ на проектирование операции».

Взаимодействие web – сервис в САПР «ТИС-процесс» показано на рис.1.

«Администрирован Авторизация ие»

PD Реестр M удаленных система систем-агентов «Проектирова Среда разработки Технологический технологических процессов процесс ние ТП»

ТИС Работа с табличным Другие системы процессором агенты «Работа с БОКС»

«Работа с базой СТО»

БД БД БД Рис. 1. Схема функционирования САПР «ТИС-процесс»

Управление web – сервисами осуществляется через web компоненты PDM – системы «SMARTEAM».

По мере повышения уровня автоматизации САПР ТП и интеллектуального уровня web сервисов САПР ТП будет функционировать как многоагентная система и взаимодействовать с другими подсистемами ТПП. Таким образом, использование информационных технологий позволит создавать САПР ТП и АСТПП нового поколения, повысить качество проектируемых технологических процессов и уменьшить затраты и стоимость на сопровождения подсистем АСТПП.

ЛИТЕРАТУРА Бродский Л.Л., Рыбаков А.В., Шептунов С.А. Возможности информационных технологий по 1.

управлению жизненным циклом разработки и изготовления наукоемкого изделия в машиностроении. // CAD/CAM/CAE Observer, №3, 2003. – c. 77-82.

Зильбербург Л.И., Молочник В.И., Яблочников Е.И. Информационные технологии в 2.

проектировании и производстве. – СПб: Политехника, 2008. – 304 с.

Евгенев Г.Б. Технология создания многоагентных прикладных систем // Труды 3.

одиннадцатой национальной конференция по искусственному интеллекту с международным участием (КИИ-2008, Дубна, 28 сентября - 3 октября 2008 г.). – М.: ЛЕНАНД, 2008. –Т. 2. – С.306-312.

УДК 658.512.4:658.012.011.56.012. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА – КАК ВЕБ– ЦЕНТРИЧНАЯ СИСТЕМА Е. И. Яблочников, Д. Д. Куликов СПб ГУ ИТМО, Россия В статье рассматриваются принципы построения современной автоматизированной подготовки производства изделий. Показаны особенности построения АСТПП как корпоративной информационной системы, функционирующей в частном облаке и обслуживающей группу родственных предприятий с помощью многоагентной технологии.

Одним из важнейших этапов жизненного цикла изделий была и остается технологическая подготовка производства (ТПП), уровень которой во многом определяет качество производимого изделия, сроки его выхода на рынок и, в конечном счете, конкурентоспособность предприятия в целом. Поэтому большое внимание всегда уделялось вопросам создания автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП).

Анализ проблем автоматизации ТПП показывает, что для современных АСТПП характерно следующее:

в АСТПП используются как универсальные (CAD/CAE/CAM/CAPP – системы), так и специализированные комплексы, направленные на решение узких технологических задач;

в АСТПП начинают использовать PDM для поддержки жизненного цикла изделии и организации единого информационного пространства;

наблюдается тенденция к виртуализации ТПП на основе аутсорсинга, что особенно важно в условиях виртуализации самого производства изделий, подсистемы АСТПП имеют разный уровень автоматизации и слабо интегрированы как между собой, так и с ERP – системами.

Таким образом, АСТПП представляет собой сложную и неоднородную информационную систему и для повышения эффективности технологической подготовки производства необходимо построить методологическую основу для создания АСТПП, отвечающей современным и весьма сложным требованиям.

В результате проведенных исследований, заключавшихся в анализе методик применения информационных технологий в технологической подготовке производства (ТПП) и учта накопленного опыта по созданию современных подсистем ТПП, на кафедре технологии приборостроения СПб НИУ ИТМО была разработана методология построения и функционирования интегрированной АСТПП для машино- и приборостроения, основные положения которой изложены ниже[1].

В основу этой методологии положены принципы PLM, которые были доработаны применительно к специфике, характерной для технологической подготовки промышленного предприятия. Предлагаемая методология представляет собой комплекс методик, объединенных общей концепцией в единое целое. Общая концепция характеризуется совокупностью следующих положений:

АСТПП создается как корпоративная информационная система (КИС), функционирующая в 1.

едином информационном пространстве (Collaborative Workspace) и обслуживающая группу родственных предприятий.

2. Отслеживание жизненного цикла изделия на стадии ТПП выполняется на базе PDM - систем и основано на использовании технологии «workflow», при которой контроль и управление ТПП осуществляется с помощью автоматизированного документооборота.

3. АСТПП реализуется в рамках виртуального (расширенного) предприятия с использованием многоагентных технологий.

4. Последовательное совершенствование организационной структуры АСТПП должно осуществляться на основе идеологии реинжиниринга 5. Совершенствование программного обеспечения ТПП выполняется в рамках современной методологии проектирования сложных систем, основанной на использовании «унифицированного процесса» и языка моделирования UML.

Из этих положений рассмотрим лишь создание АСТПП как корпоративной информационной системы. Разработка АСТПП как корпоративной системы является совершенно новым, инновационным подходом к совершенствованию АСТПП. В этом случае используется концепция облачной технологии, на основе которой АСТПП должна создаваться как «веб-центричная»

система, в которой подсистемы функционируют на основе удаленных приложений (веб приложений) и используют удаленные базы данных и знаний. Облако создается как частное облако, предназначенное для использования группой родственных предприятий. Такой подход позволяет организовать коллективную работу над технологическим проектом (проектирование технологических процессов и технологического оснащения, разработка управляющих программ, изготовление и внедрения технологической оснастки и т. д.). Так как удаленное приложение всегда может быть запущено с помощью Web-браузера из любого территориально удаленного подразделения (предприятия), то в этом случае целесообразно использовать подход «программное обеспечение в качестве услуги» (Software as a Service – SaaS), при котором доступ к модулю, размещенному на сервере разработчика, предоставляется предприятию (пользователю) за определенную плату. Возможность онлайновой работы позволяет не только примерно на 80% сократить затраты на покупку и сопровождение программного обеспечения, но и повысить экономическую эффективность за счет снижений затрат на подготовку и обучение сотрудников.

Так как приложения находятся на сервере разработчика, то новые версии подсистем ТПП сразу становятся доступными всем пользователям. Появляется возможность коллективного сопровождения удаленных баз данных и знаний (каждое предприятие может иметь как свои персональные базы данных и знаний, так и обращаться к общим для группы предприятиям базам данных и знаний). Кроме того, веб-центричная АСТПП является необходимым условием для организации эффективного виртуального (расширенного) предприятия.

«Веб-центричная» АСТПП дает возможность последовательного повышения интеллектуального уровня подсистем ТПП за счет применения многоагентных систем (МАС) как наиболее перспективного направления в сфере поддержки принятия решений [2].

Концепция агентно - ориентированных систем нацелена на построение гибких распределенных сетевых информационных сред. Агенты являются автономными, целеориентированными программными компонентами, предназначенными для совместной обработки данных в сетевой информационной среде. Основными преимуществами таких систем являются гибкость, отказоустойчивость и адаптивность.

На сегодняшний день существует несколько подходов к организации многоагентных систем.

Основными методологиями являются: методология черной доски (blackboard), функциональная и иерархическая модели. Поскольку технологическое проектирование можно представить в виде иерархической структуры, где нижние уровни выполняют непосредственное принятие проектных решений, а верхние уровни реализуют управление проектированием и координируют взаимодействие участников процесса проектирования, то наиболее подходящим подходом к организации АСТПП на основе многоагентной системы является иерархическая модель.

Иерархическая модель обладает такими преимуществами, как способность системы к самоконфигурированию, масштабируемость, отказоустойчивость и адаптивность.

В основу концепции применения многоагентных технологий для организации АСТПП положен принцип декомпозиции решаемой задачи, в соответствии с которым каждая решаемая задача разделяется на набор более мелких задач. Наборы задач, полученные в результате декомпозиции, распределяются в сети программных компонентов, каждый из которых предназначен для решения какого-либо определенного вида задач. Отдельно взятый агент может быть предназначен для решения как простых, так и достаточно сложных задач и может функционировать независимо. Распределенная система может быть спроектирована таким образом, что каждый агент будет решать определенную задачу и взаимодействовать с другими агентами в процессе выработки единого решения. При этом, можно выделить следующие роли агентов в системе:

Экспертный агент. Этот тип агентов непосредственно занят выработкой частных решений на основе предоставленных другими агентами данных.

Агент-маршрутизатор. Агенты этого типа выполняют анализ поставленной задачи, производят ее декомпозицию и распределяют данные о задаче среди экспертных агентов или агентов-маршрутизаторов, имеющих более узкую специализацию. Также сервисные агенты осуществляют обратный процесс, который заключается в сборе решений, выработанных экспертными агентами и компоновке их в единое решение. При этом, агенты-маршрутизаторы не вносят изменения в данные о задаче и данные, полученные от экспертных агентов.

Сервисный агент. Такие агенты обеспечивают интерфейсные возможности системы, обеспечивая связь с базами данных и другими подсистемами ТПП, а также пользовательский интерфейс системы.

Агенты в системе компонуются иерархически. Верхние уровни системы, в основном, состоят из агентов-маршрутизаторов, в то время как нижние – из экспертных агентов. Поскольку система является набором независимых программных компонентов, то необходимо предусмотреть механизмы, обеспечивающие взаимодействие модулей системы. Основным механизмом взаимодействия компонентов системы, безусловно, является единый для всех компонентов формат представления данных и обмена информацией. В качестве основы для такого формата может служить, например, язык описания и передачи знаний KQML или любой другой аналогичный по функциональности стандарт.

Рассматривая проблему организации многоагентной распределенной системы для АСТПП следует отметить, что одной из наиболее перспективных технологий для реализации этой идеи является технология web сервисов. Именно web сервисы являются технологией, позволяющей реализовать программные компоненты АСТПП нового поколения. Реализуя программные агенты распределенной АСТПП в виде web - сервисов, становится возможным получить набор независимых программных агентов, способных функционировать как в локальных, так и в глобальных вычислительных сетях. Применение web технологий обеспечивает открытость, гибкость и масштабируемость системы. Такая система является открытой для внесения изменений. Поскольку система состоит из набора модулей, взаимодействующих с использованием открытых кроссплатформенных стандартов, то становится возможным менять как состав, так и функциональность модулей не затрагивая другие модули. Это в значительной степени упрощает и ускоряет процесс совершенствования подсистем АСТПП.

Распределенная система обладает большей скоростью выполнения задач, что объясняется возможностью параллельного выполнения некоторых функций системы. Также стоит отметить, что применение в составе системы нескольких одинаковых по функциональности модулей, реализующих различную бизнес-логику, позволит создавать несколько вариантов принятия решений с оптимизацией по нескольким параметрам.

В практическом плане в СПбГУ ИТМО в настоящее время ведутся работы по созданию САПР технологических процессов, ориентированной на использовании web - сервисного подхода [3]. Среди разработанных модулей можно отметить web – сервис для поиска и сопровождения удаленной базы данных с технологическим оснащением [4]. Особенностью этого web – сервиса является возможность автономной работы вне САПР ТП, что расширяет сферу его применения.

Необходимо отметить, что в будущем «веб-центричная» АСТПП станет частью распределенной интеллектуальной производственной системы (Distributed Intelligent Manufacturing Systems, DIMS). Альтернативой DIMS являются холонические производственные системы (Holon ic Manufacturing Systems, HMS), исследование которых широко ведутся в Японии. В концепции HMS, предложенной японским исследователем Хироюки Суда еще в 1989 году [5], аналогом термина «агент» выступает термин «холон», который в отличие от агента обладает свойством рекурсивности. Это свойство подразумевает возможность создания холонов с иерархической структурой, т.е. холоны могут состоять из холонов, которые в свою очередь создаются из других холонов и так далее. Какое направление получит наибольшее применение - покажет будущее.

На базе «веб-центричной» АСТПП возможно организовать работу с хранилищем данных (ХД) [6]. Применение концепции хранилища данных для АСТПП является весьма важным для оценки перспектив развития как самой АСТПП, так и предприятия в целом. Поисковый агент ищет в Интернете заданный ему контент и фиксирует найденную информацию в многомерном кубе хранилища данных. Таким образом, в ХД последовательно и непрерывно накапливается информация, нужная для группы родственных предприятий. Это позволяет аналитику регулярно оценивать существующее положение дел в заданной области и вырабатывать рекомендации для ведущих специалистов. Результатом поиска может быть информация о новом технологическом оснащении, новых технологиях и программных продуктах, которые можно применить в АСТПП.

Кроме того, в ХД может накапливаться информация как о фирмах, выпускающих аналогичные изделия, так и о характеристиках этих изделий.

Какие проблемы возникают при переходе к веб- центричной АСТПП? Во – первых, универсальные CAD/CAM/CAE/CAPP – системы не могут пока полноценно существовать в облаке. Однако у ведущих ИТ-компании мира намечается тенденция перевода программных продуктов на облачные технологии. В частности компания Dassault Systemes намеревается создать на базе Amazon EC2 версии своих основных систем автоматизированного проектирования и управления жизненным циклом изделия: Catia, Solidworks, Simulia, Delmia, Enovia, 3dvia, Exalead и 3dswym. В компании считают, что развитие облачных технологий уже дошло до той стадии, на которой их можно рассматривать в качестве разумного варианта для инженерных приложений.

Указанным системам требуется высокая производительность, а платформа Amazon может ее обеспечить.

Компания Autodesk предоставила открытый тестовый доступ ко множеству своих приложений, способных работать в облаках, в числе которых AutoCAD, Revit и Inventor.

Английская компания ieDezine запустила глобальный проект Web-сервис DezineForce для облачной обработки данных — заказчики могут арендовать средства CAE-анализа (ANSYS, MSC.Software и LS-DYNA) и запускать их на высокопроизводительном кластере.

Компания Siemens PLM Software продемонстрировала работу своей флагманской САПР NX на Apple iPad и объявила о совместных с Microsoft планах по созданию среды разработки изделий на платформе Azure Российская компания АСКОН подготовила проект перевода CAD – системы «Компас» на облачные вычисления. Компания предлагает заказчикам систему КОМПАС-3D по облачной модели с помесячной оплатой. Заказчики могут получить доступ к системе с любых устройств к публичному облаку, на котором размещены различные конфигурации САПР. Сервис-провайдером выступила российская компания Cloud IT, предоставившая свой ЦОД.

Во – вторых, большое количество предприятий оборонно-промышленного комплекса, очень осторожно относятся к вопросам безопасности своих данных. Для них не может быть и речи о том, чтобы отдать 3D модели и чертежи своих изделий на внешние сервера внешним провайдерам. Это соображение и имелось в виду, когда речь шла о «веб – центричной» АСТПП, ориентированной на группу родственных предприятий и функционирующей в частном облаке. Скорее всего, в ближайшие годы в России на рынке САПР будут популярны в основном частные облака.

Необходимо отметить, что доступ к приложениям в облаке осуществляется по защищенным каналам, а данные на сервере, как правило, защищены более надежно, чем на персональном компьютере сотрудника.

Если универсальная САПР находится в общем, а АСТПП в частном облаке, то возникает задача согласования их совместной работы.

В третьих, технических проблем работы с частными облаками нет, однако остается вопрос экономической целесообразности переноса АСТПП в облака. Если на предприятии имеется работоспособный парк современной техники, закуплены постоянные лицензии на ПО, то разрушать инфраструктуру бессмысленно. Момент расширения бизнеса, преодоления критической точки износа компьютерного парка или перехода на новое ПО – это самое лучшее время задуматься об использовании облачных технологий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Требования к технологической подготовке производства изделий в настоящее время настолько велики, что требуется новая методология построения и функционирования ТПП, основанная на применении информационных технологий.

Предложенная методология построения АСТПП предполагает преобразование АСТПП в корпоративную информационную систему, функционирующую в частном облаке и обслуживающую группу родственных предприятий.

Применение «веб-центричного» подхода позволяет значительно снизить затраты на установку и сопровождение подсистем АСТПП, повысить скорость принятия решений и придать АСТПП большую отказоустойчивость и адаптивность.

Функциональное развитие АСТПП и повышение уровня автоматизации е подсистем связано не только с активным использованием баз знаний, но и с использованием преимуществ многоагентных технологий, реализованных на основе web сервисов.

Применение web сервисов позволяет обеспечить открытость, гибкость и масштабируемость подсистем АСТПП и возможность функционирования, как в локальных, так и в глобальных вычислительных сетях.

Предложенная методология построения АСТПП, составной часть которой является преобразование АСТПП в корпоративную информационную систему, отвечает, на наш взгляд, стратегическому направлению развития промышленного производства.

ЛИТЕРАТУРА Зильбербург Л.И., Молочник В.И., Яблочников Е.И. Информационные технологии в 1.

проектировании и производстве. – СПб: Политехника, 2008. – 304 с.

Евгенев Г.Б. Технология создания многоагентных прикладных систем // Труды 2.

одиннадцатой национальной конференция по искусственному интеллекту с международным участием (КИИ-2008, Дубна, 28 сентября - 3 октября 2008 г.). – М.: ЛЕНАНД, 2008. –Т. 2. – С.306-312.

Яблочников Е.И., Фомина Ю. Н., Саломатина А. А. Организация технологической 3.

подготовки производства в распределенной среде. // Известия вузов. Приборостроение. 2010. - Т. 53, N 6. - С. 12- Куликов Д. Д. Чертков С. А. Система поиска средств технологического назначения как web – 4.

служба.// Известия вузов. Приборостроение. - 2010. - Т. 53, N 6. - С. 54- 5. Suda, H. Future Factory System Formulated in Japan / H. Suda //Japanese Journal of Advanced Au tomation Technology. — 1989. — Vol. 2, no. 10. — Pp. 15–25.

Туманов В. Е. Проектирование хранилищ данных для систем бизнес - аналитики: учебное 6.

пособие/ В. Е.Туманов. – М.: Интернет – Университет Информационных Технологий:

БИНОМ. Лаборатория знаний. 2010.- 615 с.

ВЫБОР БПЛА ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ В КОМПЛЕКС НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ПОЖАРООПАСНОЙ ОБСТАНОВКОЙ Астафьев С.А.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Целью работы является подбор беспилотного летательного аппарата (БПЛА) для интеграции в комплекс беспилотного наблюдения (комплекс БПН) за пожароопасной обстановкой.

Задачи работы:

анализ и выделение основных требований к БПЛА комплекса;

сбор и систематизация данных по тактико-техническим характеристикам современных БПЛА;

сравнение ТТХ современных БПЛА с целью определения набора БПЛА, наиболее предпочтительных для интеграции в комплекс беспилотного наблюдения за пожароопасной обстановкой.

Перспективы современного приборостроения связаны с созданием приборов, обладающих малыми массой, габаритными размерами, энергопотреблением и себестоимостью при безусловном выполнении целевой функции с заданной точностью. Еще одной особенностью современной техники является стремление к интеграции, то есть к объединению в одном устройстве различных функций.

Развитие науки и техники привело к появлению новых легких и прочных материалов, что позволило с успехом решать задачи построения летательных аппаратов малых размеров.

Миниатюрные видеокамеры и двигатели, небольшие энергоемкие аккумуляторы, инерциальные системы навигации (микрогироскопы), системы спутниковой навигации (GPS и ГЛОНАСС), устройства передачи сигналов на большие расстояния, высокопроизводительные средства компьютерной обработки информации, наряду с современным программным обеспечением в области обработки сигналов и видеоинформации – вс это сделало возможным решение задачи беспилотного наблюдения.

Актуальность задачи создания комплекса беспилотного наблюдения связана, прежде всего, с применением миниатюрных летательных аппаратов в различных областях, как то:

наблюдение за пожарами;

наблюдение за дорожной обстановкой;

наблюдение за ледовой обстановкой на реках;

различные спасательные и поисковые работы;

картография;

применение дистанционного видеонаблюдения в местах, связанных с опасностью (радиацией, возможностью обрушения);

наблюдение за общественным порядком и т.п.

Актуальность применения БПЛА в перечисленных областях определяет прикладную значимость настоящей работы.

Планируемыми результатами работы по созданию комплекса беспилотного наблюдения за пожароопасной обстановкой являются:

беспилотный летательный аппарат с видеорегистратором и тепловизором;

наземное средство управления летательным аппаратом (станция с аппаратными и программными средствами для выдачи управляющих сигналов на летательный аппарат, приема и обработки информационных сигналов от летательного аппарата);

набор методов обработки информации для решения конкретных задач видеонаблюдения за пожароопасной обстановкой (идентификация, прогнозирование);

набор алгоритмов и программ, являющихся технической реализацией разработанных методов обработки информации;

апробация созданного по результатам работ комплекса, объединяющего в себе разработанные методы, аппаратные и программные средства.

Комплекс БПЛА, как правило, включает в себя запас летательных аппаратов, средства их транспортирования, запуска и посадки, средства радиосвязи между наземными средствами и летательными аппаратами в полте, средства автоматизации для подготовки полтных заданий, средства хранения и представления информации, средства контроля исправности и др.

Схема решения задачи беспилотного наблюдения (создания комплекса БПЛА) представлена на рис. 1.

Задачи БПН Функции комплекса БПН 1. Наблюдение за пожарами 2. Поиск (людей, предметов) 1. Поиск предметов 3. Картография 2. Идентификация 4. Наблюдение за правопорядком предметов Решения Вход 5. Наблюдение за дорожной обстановкой 3. Подсчет предметов 6. Наблюдение за ледовой обстановкой 4. Анализ обстановки 7. Наблюдение за животными 5. Выдача данных 8. Спасательные операции 9. Разведка 10. Дефектоскопия зданий Автоматическое выполнение Средства БПН БПЛА Наземная СУ Требования, критерии, ограничения 1. Корпус, фюзеляж 1. ПУ (ноутбук, манипулятор) 2. Двигатель 2. Устройство обработки 3. Аккумулятор данных (ноутбук) 4. Устройство стабилизации 3. Устройство отображения (гироскоп) (экран ноутбука) 5. Контроллеры 4. Интерфейсы 6. Устройство приема 5. Протоколы управляющего сигнала 6.Контроллеры 7. Устройство передачи 7. Устройство передачи информационного сигнала управляющего сигнала 8. Навигация (GPS, 8. Устройство приема ГЛОНАСС) информационного сигнала 9. Устройства получения информации (видеокамера, тепловизор) Обмен сигналами Аппаратная реализация Методы БПН Алгоритмы БПН 1. Методы управления полетом 1. Блок-схемы методов 2. Методы определения 2. Программы (реализующие маршрута методы) Программная 3. Методы поиска 3. Алгоритмы управления полетом реализация 4. Методы идентификации 4. Алгоритмы обмена данными 5. Методы анализа (протоколы сопряжения) 6. Методы прогнозирования 5. Алгоритмы взаимодействия с 7. Методы обработки оператором (интерфейсы) изображений 8. Методы обмена информацией Рис. 1. Схема решения задач беспилотного наблюдения в процессе создания комплекса В комплексе средства беспилотного наблюдения должен быть реализован набор специальных алгоритмов и методов.

Алгоритмы беспилотного наблюдения включают в себя:

задачи дистанционного управления движением летательного аппарата (управление при помощи пульта или полет по заданной программе);

алгоритмы управления съемкой изображения;

алгоритмы обмена управляющими и информационными сигналами между летательным аппаратом и землей.

Алгоритмы беспилотного наблюдения должны обеспечивать: большую маневренность аппарата;

значительную длительность времени полета;

качественную стабилизацию положения в пространстве;

хорошее быстродействие при обмене управляющими и информационными сигналами.

В качестве методов беспилотного наблюдения можно определить методы обработки видеоинформации и информации с датчиков:

фильтрация;

корректировка;

«сшивание» изображений;

подсчет количества объектов;

анализ фото- и видеоданных;

методы идентификации и прогнозирования.

Методы реализуются при помощи специального программного обеспечения на персональном компьютере и специально разработанных программ.

Работа должна вестись в направлениях:

стабилизации управления движением летательного аппарата;

стабилизации видеокамер и тепловизоров;

оптимизации процессов приема и передачи сигналов;

установки GPS модуля для автономной навигации;

развития методов обработки получаемой видеоинформации и информации с датчиков, особенно в отношении ускорения процессов идентификации и прогнозирования.

Развитие алгоритмов, методов и средств беспилотного наблюдения в процессе создания интегрального средства, то есть устройства, включающего в себя набор различных функций, определяет теоретическую значимость работы по созданию комплекса беспилотного наблюдения.

Разработка комплексов беспилотного наблюдения военного назначения ведется крупными компаниями, при государственном финансировании в десятки миллионов долларов.

Периодически в России высказываются идеи о бессмысленности разработок собственных комплексов БПЛА. В качестве альтернативы предлагается приобретать такую технику в Израиле, который при этом позиционируется как мировой лидер в беспилотной авиации.

Как это обычно бывает, по иностранным источникам затруднительно составить представление о комплексе в целом. В центр внимания авторы описаний обычно помещают летательный аппарат, как правило, оставляя в тени сам комплекс. Возможно найти сведения о размахе крыла летательного аппарата, типе и мощности его двигателя и т.п. Гораздо труднее найти информацию об истинном составе комплекса, о способах управления беспилотным летательным аппаратом и о процедурах применения комплекса в целом. Такой подход, вообще говоря, неорганичен для комплексов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Ведь это интерактивный беспилотный летательный аппарат и он для своей работы требует, как минимум, наземной станции управления для взаимодействия с оператором. Кроме того, для применения БПЛА необходимы средства его хранения, транспортирования, обеспечения запуска и посадки.

Вне комплекса БПЛА существовать просто не могут. К сожалению, вопросы архитектоники, как правило, освещаются слабо и их зачастую приходится восстанавливать на основе косвенной информации.

Сочетание средств комплекса между собой и их взаимодействие, а также взаимодействие комплекса со средой применения и являются предметом анализа и синтеза комплекса БПЛА с точки зрения архитектоники.

Решения по архитектонике являются основополагающими и должны быть приняты в самом начале на основе удовлетворяемой потребности и располагаемых технических возможностей. Эти решения взаимосвязаны и в будущем могут быть пересмотрены и уточнены, а также наверняка повлекут за собой архитектонические решения более низких уровней, например, решение о способе радиосвязи с БПЛА (прямая радиосвязь, ретрансляция сигналов через другой летательный аппарат или спутник) и др.

Поскольку комплекс БПЛА является в значительной части радиотехнической системой, то к архитектонике относятся и решения, определяющие распределение потребного энергетического потенциала радиолиний комплекса по цепочкам «мощность передатчика/усиление передающей антенны/усиление примной антенны/чувствительность примника». Распределение основных функций между программами и аппаратурой, между техникой и человеком, между «бортом» и «землй» тоже относится к архитектонике.

Одной из основных характеристик БПЛА является масса полезной нагрузки. Для легких БПЛА масса полезной нагрузки в среднем составляет 15 – 20 % от максимальной взлетной массы.

В качестве полезной нагрузки для БПЛА, включаемого в состав комплекса беспилотного наблюдения за пожароопасной обстановкой, можно выделить следующее оборудование:

видеокамера (0,1 – 0,7 кг в зависимости от разрешения, величины увеличения, возможности обработки и хранения данных, наличия и емкости аккумулятора);

тепловизор (либо ИК-камера) (0,3 – 1,2 кг в зависимости от характеристик);

аккумулятор для питания аппаратуры (0,1 кг (1500 mAh) – 0,5 кг (5000 mAh));

устройства обработки, хранения и передачи данных, например, микропроцессор, flesh карта памяти, 3G-модем ( 0,1 – 0,3 кг);

подвесная подвижная платформа для видеокамеры или тепловизора (1 – 2 кг).

Таким образом, масса оборудования БПЛА может составить от 0,5 до 5 кг в зависимости от его состава и характеристик и, соответственно, максимальная взлетная масса БПЛА должна быть в пределах от 3 до 30 кг.

В табл.1 представлен примерный перечень задач и их решений, возникающих при создании комплекса беспилотного наблюдения за пожароопасной обстановкой.

Табл. 1 - Примерный перечень основных задач и их решений, возникающих при создании комплекса беспилотного наблюдения и определяющих его архитектонику Варианты решений, Задачи для предпочтительные для Возможные варианты решений решения использования в комплексе БПН за пожароопасной обстановкой Выбор способа 1) аэродромное базирование;


1) мобильное базирование;

базирования 2) мобильное базирование;

2) стационарное базирование;

комплекса 3) стационарное базирование;

Обоснование 1) ближняя тактическая глубина (до 10 Будет определяться исходя из массы дальности км);

полезной нагрузки БПЛА, мощности (глубины) 2) тактическая глубина (до 50 км);

аппаратуры приема и передачи действия 3) оперативная глубина (более 50 км);

сигналов, мощности источника комплекса 4) стратегическая глубина (более 100 питания (тактическая или км) оперативная глубина).

Обоснование 1) разведка в реальном масштабе Комбинированная разведка, исходя способа разведки времени;

из достаточного для анализа 2) разведка с последующей доставкой ситуации быстродействия обмена отснятого материала;

данными и наименьших затрат 3) комбинированная разведка энергии на обработку данных на (частично в реальном масштабе борту БПЛА времени) Обоснование Континуум вариантов. Масса Масса полезной нагрузки 15 – 20 % ожидаемой массы летательного аппарата является его от максимальной взлетной массы.

летательного основной лтно-технической Для полезной нагрузки 0,5 – 5 кг, аппарата характеристикой и во многом максимальная взлетная масса от 3 до определяет всю архитектонику 30 кг.

комплекса.

Выбор способа 1) старт «по-самолетному»;

1) старт и посадка «по старта 2) катапультный старт (в том числе, вертолетному»;

летательного старт с руки);

2) старт и посадка «по аппарата 3) старт из контейнера самолетному» при стационарном базировании и наличии Выбор способа 1) посадка «по-самолетному»;

необходимой взлетно-посадочной посадки 2) парашютная посадка;

площадки;

летательного 3) посадка в сеть;

3) катапультный старт (в том числе, аппарата старт с руки), парашютная посадка.

Выбор способа 1) контейнерное размещение;

Контейнерное размещение, размещения 2) размещение на специальных исходя из размеров БПЛА комплекса автомобилях (бронетехнике) На данный момент на рынке имеется большой выбор комплектующих для сборки летательных аппаратов на дистанционном управлении, как то: двигатели различной мощности, габаритов, энергопотребления, числа оборотов на вольт питания, сервоприводы, гироскопы, контроллеры, передатчики сигналов и т.п. Также имеется большой выбор миниатюрных камер и тепловизоров.

На начальном этапе работы следует произвести анализ представленных на рынке изделий с целью отыскания комплектующих с оптимальным соотношением цена-качество, обладающих набором требуемых характеристик.

Сейчас в России нет общепринятой классификации беспилотных летательных аппаратов.

Классификация, представленная в Табл. 2, оперирует массой и дальностью действия. Данная классификация составлена с учетом классификации ассоциации беспилотных систем UVS International (ведущей международной неправительственной организации, формирующей концепции сертификации, стандартизации и регулирования полетов беспилотной техники), согласно которой все БПЛА делятся на тактические с подуровнями по дальности и высотности действия, а также на стратегические и специальные БПЛА. Деление на БПЛА самолетного, вертолетного и иного типов не предусматривается.

Табл. 2 - Классификация современных БПЛА Характеристика класса Класс Пример БПЛА Дальность Взлетная действия, масса, кг км Микро- и мини- ZALA 421-01, ZALA 421-05(вертолет), БПЛА ближнего ZALA 421-08, ZALA 421-15, ZALA 421 радиуса 21 (коптер), Воробей, Т23 «Элерон», Т-3, действия «Гамаюн-3», «Иркут-2М», Иркут-3, Истра-10, «Локон», Инспектор 101, Менее 5 2- (Выполняются Инспектор 201 (все российского складными и производства).

позиционируют ся как RQ-11 Raven (США), WASP (США), «носимые») WASP 3 (США), Легкие БПЛА ZALA 421-04, ZALA 421-06 (вертолет), малого радиуса Ворон (вертолет), ZALA 421-16, 5-50 10- действия Инспектор 301, Т10 «Элерон-10», «Гамаюн-10», Иркут-10, Истра-13, Т Характеристика класса Класс Пример БПЛА Дальность Взлетная действия, масса, кг км «Лотос», Орлан-3М, Орлан-10, БЛА- «Типчак» (все российского производства).

Luna X-2000 (Германия), Skylark-1 LE (Израиль), А-2 «Синица» (Украина), А- «Стриж» (Украина), А-12 "Ураган" (Украина), А-3 «Ремез» (Украина) Легкие БПЛА Zephyr (Зефир) (Англия) большой 15-50 100- продолжительно сти полета Легкие БПЛА ZALA 421-02 (вертолет), Дозор-2 (Дозор среднего Дозор-4 (Дозор-85), Истра-12, 50), 50-100 70- радиуса «Пчела-1Т», Хаски (вертолет), Эникс Е2Т действия (все российского производства).

Средние БПЛА М850 «Астра», «Бином», Ла- «Комар», Т04, Е22М «Берта», «Беркут», Иркут-200, Дозор-100, Ка-37 (вертолет), Ка-137 (вертолет), Шмель-1, Эникс Е (все российского производства).

100-300 150- RQ-2 Pioneer (США), RQ-7A Shadow (США), Boeing X-48B (США), (Англия), Phoenix Barracuda (Германия), Aerostar (Израиль).

Средне-тяжелые «Колибри», «Данэм», «Дань-Барук», БПЛА «Аист» («Юлия»), Дозор-3 (Дозор-600) (все российского производства).

300-500 70- RQ-6 Outrider (США), Hermes (Израиль), (Канада), CL- CL- (вертолет Канада) Характеристика класса Класс Пример БПЛА Дальность Взлетная действия, масса, кг км Тяжелые БПЛА Ту-243 «Рейс-Д», Ту-300, среднего Иркут-850, «Нарт» (А-03), Истра-14 (все радиуса российского производства).

действия Barracuda (Германия) Более 500 70- MQ-8 Fire Scout (вертолет США), RQ- Hunter (США), Boeing X-48A (США), HERMES 900 (Израиль), HERMES (Израиль).

Тяжелые БПЛА Американские БПЛА MQ-1 Predator, MQ большой 9 Reaper (Альтаир), RQ-3 Darkstar, RQ- продолжительно Global Hawk, YQM-94A Compass Cope, сти полета YQM-98A Compass Cope, израильские Более Более 1500 БПЛА Heron, Heron TP.

В РФ образцы практически отсутствуют:

«Зонд-3M», «Зонд-2», "Зонд-1", "Беспилотные авиационные системы Сухого («БасС») Беспилотные «Прорыв-У», «Скат»

боевые Более 500 Более самолеты (ББС) В настоящей работе был произведен поиск, систематизация и анализ информации по тактико-техническим характеристикам 89-ти БПЛА. Состав проанализированных БПЛА по их странам-производителям представлен на рис. 2.

Германия - Канада 3 шт. 2 шт.

Англия - 2 шт.

Украина 4 шт.

Израиль 6 шт.

Россия США - 19 шт. 53 шт.

Рис. 2. Состав анализируемых БПЛА по странам-производителям По типу БПЛА можно выделить: самолет;

вертолет;

«самолет-ракета», например канадский «вертолет-летающая тарелка», например украинский А-12 «Ураган»;

коптер CL-289;

(многовинтовой БПЛА), например российский ZALA 421-21.

Виды двигателей БПЛА: электродвигатели;

поршневые двигатели внутреннего сгорания;

реактивные и турбореактивные двигатели.

Назначение БПЛА:

военное (разведка, воздушная мишень, боевой беспилотник, корректировка огня, связь, источник радиопомех);

гражданское (транспортировка грузов, экологический мониторинг, распыление химикатов в сельском хозяйстве, наблюдение за правопорядком, передача сигналов, наблюдение за пожарами, картография и аэрофотосъемка, геологическая разведка, наблюдение за дорожной обстановкой).

Методы взлета-посадки:

Взлет: «по-самолетному» / «по-ветолетному», с руки, с установки (катапульты);

Посадка: «по-самолетному» / «по-ветолетному», на парашюте, в сеть.

В рассмотренных БПЛА в качестве полезной нагрузки можно выделить следующее оборудование, в той или иной комплектации: фотокамеры, видеокамеры, тепловизоры (инфракрасные камеры), камеры ночного видения;

системы навигации (GPS, ГЛОНАСС), аппаратуру приема/передачи сигналов, лазерные дальномеры, лазерные указатели цели, газоанализаторы.

В процессе исследования были сисематизированны и проанализированы следующие тактико-технические характеристики БПЛА:

габариты: от 0,33 м. длиной (WASP, США), до 11 м. длиной с размахом крыла 20 м. (MQ 9 Reaper, США);

взлетная масса: от 0,3 кг. (WASP, США) до 4760 кг. (MQ-9 Reaper, США);

максимальная скорость: 890 км/ч (AQM-91 Compass Arrow, США), 800 км/ч (Скат, Россия), 780 км/ч (Эникс Е2Т, Россия), 720 км/ч (CL-289, Канада и Barracuda, Германия) – все с турбореактивными двигателями;

время полета: от 0,25 ч. (ZALA 421-05, Россия), до 54 Zephyr (Англия);

дальность полета: от 1,5 км. (ZALA 421-05, Россия), до 4000 км. (Скат, Россия) и 3700 км.

(AQM-91 Compass Arrow, США);

и проч.

Исходя из взлетной массы БПЛА от 3 до 30 кг и некоторых других характеристик были выбраны 27 БПЛА из рассматриваемых 89-ти. Сравнение их тактико-технических характеристик (взлетной массы, максимальной скорости, радиуса действия и продолжительности полета) представлено на рис. 3-6.

ZALA 421-04 (сам. Рос.) ZALA 421-04 ZALA 421- ZALA 421-05 (верт Рос.) 4, ZALA 421- масса, кг ZALA 421- ZALA 421-06 Е (верт. Рос.) ZALA 421-06 Е ZALA 421-06 Е ZALA 421-08 (сам.Рос.) 2, ZALA 421-08 ZALA 421- Скорость, км/ч ZALA 421-15 (верт. Рос.) ZALA 421- ZALA 421- Радиус действия, км ZALA 421-16 (сам.Рос.) ZALA 421- ZALA 421- ZALA 421-21 (копт. Рос.) ZALA 421- ZALA 421- Инспектор-301 (сам. Рос.) 6, Инспектор- Инспектор- Иркут-2М (само. Рос.) Иркут-2М Иркут-2М Истра-10 (сам. Рос.) Истра- Истра- Истра-13 (сам. Рос.) Истра- Истра- Орлан-3М (сам. Рос.) Орлан-3М Орлан-3М Т10-Элерон (сам. Рос.) Т10-Элерон Т10-Элерон Т23-Элерон (сам. Рос.) 2, Т23-Элерон Т23-Элерон Т-3 (сам. Рос.) Т- Т- Гамаюн-3 (сам. Рос.) Гамаюн- Гамаюн- Гамаюн-10 (сам. Рос.) Гамаюн- Гамаюн- Локон (сам. Рос.) 3, Локон Локон RQ-11 Raven (сам. США) 1, RQ-11 Raven Рис. 5. Радиус действия БПЛА RQ-11 Raven ScanEagle (сам. США) ScanEagle Рис. 4. Максимальная скорость БПЛА ScanEagle Zephyr ( Зефир ) (сам. Англ.) Zephyr ( Зефир ) Рис. 3. Максимальная взлетная масса БПЛА Zephyr ( Зефир ) Luna X-2000 (сам. Герм.) Luna X- Luna X-2000 Microdrones md4 (копт. Герм.) Microdrones md 3, Microdrones md4 Skylark-1 LE Skylark-1 LE (сам. Изр.) 6, Skylark-1 LE А-2 «Синица» А-2 «Синица» (сам. Укр.) А-2 «Синица»


А-11 «Стриж» А-11 «Стриж» (сам. Укр.) А-11 «Стриж» А-3 «Ремез»

А-3 «Ремез» (сам. Укр.) А-3 «Ремез»

Продолж ительность полета, ч Skylark-1 LE RQ-11 Raven Орлан-3М Microdrones md Т- ScanEagle Т10-Элерон Т23-Элерон Zephyr ( Зефир ) Локон Гамаюн- Гамаюн- Luna X- А-2 «Синица»

А-3 «Ремез»

ZALA 421-06 Е Иркут-2М Истра- Истра- ZALA 421- ZALA 421- ZALA 421- ZALA 421- ZALA 421- ZALA 421- А-11 «Стриж»

Инспектор- Рис. 6. Продолжительность полета БПЛА По итогам рассмотрения сравнительных тактико-технических характеристик БПЛА для интеграции в комплекс беспилотного наблюдения за пожароопасной обстановкой можно рекомендовать следующие российские БПЛА:

ZALA 421-16 (самолет фирмы ZALA AERO, взлетная масса – 16 кг, масса полезной нагрузки – 3 кг, бензиновый ДВС, радиус действия 50 км, продолжительность полета – ч, максимальная скорость 200 км/ч, размах крыла – 1,62 м, оснащен видеокамерой на гиростабилизированной платформе и ИК-камерой);

Орлан-3М (самолет ООО «Специальный технологический центр», ДВС на метаноле, взлетная масса – 7 кг, масса полезной нагрузки – 1,8 кг, радиус действия 100 км, продолжительность полета – 3 ч, максимальная скорость 150 км/ч, оснащен видеокамерой на гиростабилизированной платформе, тепловизором, бортовым генератором);

Истра-13 (самолет фирмы ООО "Истринский экспериментально-механический завод", взлетная масса – 15 кг, масса полезной нагрузки – 4 кг, электродвигатель, радиус действия 50 км (100 км в автономном режиме), продолжительность полета – 2,5 ч, максимальная скорость 150 км/ч, оснащен видеокамерой на гиростабилизированной платформе и ИК камерой, фотоаппаратом);

ZALA 421-06 E (вертолет фирмы ZALA AERO, взлетная масса – 12 кг, масса полезной нагрузки – 2 кг, электродвигатель, радиус действия 25-40 км, продолжительность полета – 2-3 ч, максимальная скорость 50 км/ч, диаметр ротора – 1,77 м, оснащен электрооптической и инфракрасной камерой);

Инспектор-301 (самолет ЗАО «Аэрокон», взлетная масса – 6,5 кг, масса полезной нагрузки – 1 кг, электродвигатель, радиус действия 25 км, продолжительность полета – 0,75-2 ч, максимальная скорость 150 км/ч, размах крыла – 1,5 м, возможность оснащения TV-камерой, фотоаппаратом, ИК-камерой, газоанализаторами).

ЛИТЕРАТУРА Ганин С.М., Карпенко А.В., Колногоров В.В, Петров Г.Ф. Беспилотные летательные 1.

аппарты. – СПб.: Невский бастион, 1999, - 160 с.

Григорьев Н.Г. Основы аэродинамики и динамики полета. – М.: Машиностроение, 1995. – 2.

400 с.

Павлушенко М., Евстафьев Г., Макаренко И. Беспилотные летательные аппараты: история, 3.

применение, угроза распространения и перспективы развития. – М.: Права человека, 2005. – 611 с.

Интернет сайты:

4.

"Беспилотные летательные аппараты. Описания и технические http://bp-la.ru/, характеристики беспилотников";

http://www.bla-orlan.ru/, Сайт производителя ООО «Специальный технологический центр»;

http://www.bpla.ru/, ZALA AERO Сайт производителя ZALA AERO;

Сайт проиводителя ООО «Истринский экспериментально http://www.istra.aero/, механический завод»

http://www.enics.ru/, Сайт производителя ЗАО «Эникс»;

http://www.aerocon.ru/ Сайт производителя ЗАО «Аэрокон».

ЗАСЕДАНИЕ СЕКЦИИ 2. Совершенствование измерительных технологий 27 октября 2011 года Председатель Проф. Куликов Д.Д..

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ ПОЛУЧАЕМЫЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ Медунецкий В.В., Валетов В.А.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики В современном приборостроении активно применяются пары трения скольжения. Данные пары в некоторых случаях имеют преимущества над парами трения качения, поскольку значительно упрощает конструкцию прибора, улучшают его эксплуатационные свойства, настройку и ремонтопригодность. Однако в данных парах трения остро стоит проблема их износа.

Следует отметить, что данный вопрос активно решается при помощи применения различных покрытий на поверхностях трущихся деталей, а также при помощи применения различных смазок, улучшающих фрикционные свойства пар трения. Тем не менее, при расчете и изготовлении деталей особое внимание уделяют качеству поверхности, поскольку считается, что чем лучше обработана поверхность детали, чем меньше ее шероховатость, тем лучше будет работать деталь на трение, т.е. с минимальным износом. Такое стремление обусловлено желанием значительного увеличения срока службы изделия.

Также в практике для уменьшения износа в паре трения уделяют особое внимание применяемым материалам, из которых изготавливаются взаимодействующие детали. В данном аспекте наблюдается тенденция к применению материалов, характеризуемых высокой твердостью.

Для достижения такой цели активно применяются различные виды термической обработки материалов. Считается, что материал, обладающий твердостью в 50 и выше единиц по Роквеллу, является идеальным для применения его в деталях трения. Однако такой материал, обладающий данными свойствами, достаточно тяжело обрабатывается. Поскольку традиционные виды обработки резанием является достаточно ограниченными. Например, необходимо получить отверстие диаметром 2 мм с допуском 1мкм на глубину 50мм в материале с твердостью 60 HRC.

Одним из способов решения данной задачи являются следующие операции.

1. Предварительное сверление отверстия меньшего диаметра. Данная задача является не простой, поскольку глубина отверстия составляет 50мм, а диаметр - менее 2мм. При этом в стандартизированном ряду сверл отсутствует сверло, которым можно изготовить данное отверстие. Поэтому необходимо применить специальные сврла с длинным рабочим вылетом. При этом возникают различные сложности с отводом тепла и стружки, решаемые поэтапным сверлением. Также необходимо учитывать радиальное биение на конце сверла, точность зажимного механизма, а также степень изношенности оборудования. Такое решение поставленной задачи является достаточно трудомким и дорогим, поскольку специальные сврла стоят на порядок выше, чем стандартизированные.

2. Далее производится термическая обработка заготовки для придания ей необходимой твердости.

3. После термической обработки следует данное отверстие развернуть до необходимого диаметра. Такая операция является также трудомкой, длительной и дорогой по тем же самым причинам, которые указаны в пункте 1. При этом следует учитывать радиальное биение, чтобы уложиться в требуемый допуск.

4. Доводка отверстия до требуемого диаметра с необходимой шероховатостью поверхности. Зачастую доводка отверстия производится чугунным притиром, который надо изготовить в заданных допусках и с минимальным радиальным биением, что тоже является непростой задачей.

Как показывает данный пример, решение задачи изготовления отверстия является очень трудомким, долгим и дорогим. При этом большое количество установов приводит к дополнительным погрешностям, что непосредственно сказывается на диаметре отверстия.

Однако, данное отверстие можно получить другим, более простым и дешвым способом при помощи электроэрозионной обработки, и, в частности, методом электроэрозионной прошивки.

Данный метод является электроискровым методом обработки и имеет преимущество перед обработкой резанием в том, что для него не имеет значение тврдость обрабатываемого материала.

К такому типу обработки относятся: электроэрозионная прошивка, электроэрозионная резка и электроэрозионная полировка. Технология изготовления сводится к следующим этапам.

1. Расчт электрода-инструмента. В данном примере в качестве электрода-инструмента будет выступать медный вал. В зависимости от площади обрабатываемой поверхности определяется межэлектродный зазор, а, следовательно, и диаметр самого вала, поскольку требуемая величина диаметра отверстия задана в чертеже. Длина рабочей части составляет 50мм, при этом хвостовик вала можно сделать любого диаметра, удобного для цангового зажима.

2. Изготовление электрода-инструмента. На данной операции необходимо уделить особое внимание радиальному биению вала. Необходимо стремиться к максимальной минимизации данного биения. Данное условие прекрасно выполняется на автоматах продольного точения с подающей втулкой.

3. Подбор режимов обработки. В зависимости от требуемого качества поверхности отверстия выбирается стратегия обработки, в которой также необходимо учитывать качество изготовления электрода-инструмента, а именно, его шероховатость поверхности и номинальный диаметр рабочей части.

4. Изготовление отверстия. Основным недостатком электроэрозионной обработки является е невысокая производительность. Поэтому данный этап является самым длительным, по сравнению с остальными.

В результате данное отверстие с требуемым качеством поверхности можно получить за один установ. Этот способ решения данной абстрактной задачи является более производительным по сравнению со способом, описанном выше, и, в результате, более дешевым. На данном примере показано преимущество электроэрозионного метода обработки над традиционными методами обработки резанием.

Физическая сущность электроэрозионной обработки давно известна. В качестве основного фактора, оказывающего существенное влияние на ее результаты, считается энергия разряда. Энергия разряда представляет собой количество энергии, переданное в межэлектродный зазор во время разряда, и обуславливает объем расплавленного материала и создаваемую структуру поверхности. На энергию разряда можно влиять изменением силы тока разряда и продолжительности разряда. Напряжение разряда, как правило, представляет собой зависимую от вида материала постоянную величину, которая не может быть использована для управления энергией разряда. Для описания процесса разряда определены некоторые параметры, которые поясняются на рис. 1. На электроды податся напряжение холостого режима, через некоторое время происходит разряд между электродами с падением напряжения, причм данный процесс является периодическим.

U U UFS Ue Время t D T P I I IFS Время t Рис.1. Временные зависимости различных параметров обработки. U - напряжение холостого режима, Ue - напряжение разряда, I - ток разряда, T - продолжительность разряда, P продолжительность паузы, D - запаздывание зажигания, UFS - среднее напряжение разряда, IFS средний ток разряда Современные прошивные станки сочетают в себе практически все методы электроэрозионной обработки, такие как электроэрозионная прошивка, резка и полирование.

Основной задачей при применении метода электроэрозионной прошивки является расчт, проектирование и изготовление электрода-инструмента. Как было уже сказано выше, в процессе данной обработки участвуют электрод-инструмент и электрод-заготовка, которые по своим геометрическим параметрам отличаются на некоторое занижение. Данное занижение состоит из припуска на обработку, шероховатости требуемой поверхности и межэлектродного зазора(рис. 2).

Рис. 2. Занижение электрода-инструмента.

Стоит отметить, что одним из важнейших факторов данного метода является микрогеометрия поверхности, поскольку значение шероховатости играет одну из важнейших ролей в расчете данного процесса. В настоящее время основным критерием оценки качества поверхности является параметр Ra, в зарубежной технике используется аналог – параметр VDI.

Однако уже довольно долгое время существует непараметрический подход к оценке и контролю шероховатости поверхности используются графические изображения различных функций, например графическое изображение плотностей распределения ординат и тангенсов углов наклона профиля.

Был проведен ряд экспериментов. Задача первого эксперимента заключалась в том, чтобы доказать несостоятельность параметрического подхода в расчете электроэрозионного процесса.

Для этого были рассчитаны режимы обработки исследуемых поверхностей по имеющимся зависимостям, в которых основным параметром является параметр Ra, характеризующий качество требуемой поверхности. Далее был рассчитан и изготовлен электрод-инструмент. Было изготовлено 20 опытных образцов по рассчитанным режимам с целью получения расчетного качества поверхности. После изготовления профили поверхностей с каждого образца были получены на профилографе и для них определены как параметрические, так и непараметрические критерии. В результате, при использовании Rа было получено значительное несоответствие расчетных параметров с реальными показаниями, что косвенно доказывает несостоятельность параметрического подхода (таблица 1). Основываясь на результатах измерений профилей, для каждой исследуемой поверхности были построены плотности распределения ординат и тангенсов углов наклона профилей (рис. 3 и рис.4). На данных графиках изображены плотности распределения ординат и тангенсов углов наклона профилей для 5 поверхностей с параметром Ra 1,6. Данные графики показывают, что при одинаковом параметре Ra 1,6 плотности распределения ординат и тангенсов углов наклона, а значит и шероховатость поверхностей существенно различаются, что доказывает несостоятельность параметрического подхода к оценке шероховатости поверхности.

Расчетные значения Реальные значения Ra, мкм Ra, мкм 0,1 0, 0,22 1, 0,25 1, 0,28 1, 0,32 1, 0,4 1, 0,45 1, 0,5 1, 0,56 2, 0,63 2, 0,7 2, 0,8 2, 0,9 2, 1,0 2, 1,12 1,26 3, 1,4 3, 1,6 4, 1,8 4, Таблица 1. Расчетные и реальные параметры Ra исследуемых поверхностей.

Рис. 3. Плотности распределения ординат профилей для 5 поверхностей с параметром Ra 1,6.

Рис. 4. Плотности распределения тангенсов углов наклона профилей для 5 поверхностей с параметром Ra 1,6.

Суть второго эксперимента заключалась в том, чтобы доказать влияние микрогеометрии поверхности на различные аспекты электроэрозионной обработки. Была выдвинута гипотеза о влиянии микрогеометрии поверхности электрода-инструмента на процесс электроэрозионной обработки. Исходя из этого, были рассчитаны и изготовлены 2 электрода с различной шероховатостью поверхности, у первого параметр Ra составлял 0.4, у второго – 2.7. Данными электродами требовалось отполировать поверхность на одном и том же режиме обработки. В результате были получены 2 поверхности с одинаковым параметром Ra 0,1. При этом был учтен износ электродов-инструментов. Результатом данного эксперимента являются две одинаковые поверхности, но, что самое важное, вторая поверхность (обрабатываемая электродом с шероховатостью Ra 2,7) была получена на 40 минут быстрее, чем первая поверхность. Учитывая тот факт, что основным недостатком электроэрозионной обработки является низкая производительность, данный эксперимент выявил возможность увеличения этой производительности за счет оптимизации шероховатости поверхности электрода-инструмента, что уже является большим достижением. Также стоит отметить, что износ электрода-инструмента зависит от его начальной шероховатости поверхности. При решении задач сложного формообразования данный критерий выходит на первый план.

УДК 681.2;

681.4;

681. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ КАЧЕСТВА ОПТИКО - МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ (НА ПРИМЕРЕ ИК ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ).

* В.М. Медунецкий, **С.В. Солк Санкт - Петербургский государственный университет информационных * технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО), Россия, ** ФГУП НИИКИ ОЭП, Россия В настоящее время вс более актуальной становится проблема повышения качества промышленной продукции. Уровень е качества определяет престиж страны, как индустриальной державы, так и е конкурентоспособность в условиях рыночной экономики. Особенно это характерно для высокоточных наукомких изделий, которыми, в частности, являются оптико– механические приборы.

Качество, согласно ГОСТ 15467-79, это совокупность свойств продукции обуславливающих е пригодность удовлетворять определнные потребности в соответствии с е назначением.

В соответствии с методикой оценки качества промышленной продукции установлено основных групп показателей качества [1].

1. Показатели назначения характеризуют полезный эффект от использования продукции по назначению и определяют область ее применения.

2. Показатели надежности безотказность, сохраняемость, ремонтопригодность, долговечность.

3. Показатели технологичности характеризуют эффективность конструктивно-технологических решений для обеспечения высокой производительности труда при изготовлении и ремонте продукции.

4. Показатели стандартизации и унификации характеризуют степень использования в продукции стандартизированных изделий и уровень унификации составных частей изделия.

5. Эргономические показатели характеризуют систему «человек – изделие - среда» и учитывают комплекс гигиенических, физиологических, антропологических свойств человека, проявляющихся в производственных и бытовых процессах.

6. Эстетические показатели характеризуют такие свойства продукции, как выразительность, оригинальность, соответствие среде и стилю.

7. Патентно-правовые показатели характеризуют степень патентоспособности изделия в России и за рубежом.

8. Экономические показатели отражают затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию изделий, а также экономическую эффективность эксплуатации.

Уровень качества – это относительная характеристика качества продукции основанная на сравнении показателей качества данного изделия с базовыми значениями соответствующих показателей. Для повышения уровня качества на разных стадиях жизненного цикла изделия могут применяться различные методы.

В данной работе рассмотрены технологические методы повышения уровня качества, применяемые, как на стадии проектирования [2], так и на стадии изготовления оптико – механических приборов. В качестве примера выбраны инфракрасные (ИК) оптические системы (ОС).

В настоящее время вс более широкое распространение получают тепловизионные (ТПВ) приборы военного и гражданского назначения. Свою эффективность они доказали как во время вооружнных конфликтов в Югославии и Персидском заливе, так и в период эпидемии атипичной пневмонии, когда медики с их помощью выявляли людей с повышенной температурой в аэропортах и других общественных местах. Так же распространению ТПВ приборов способствуют успехи производителей матричных многоэлементных примников излучения высокого разрешения и большого формата. Немаловажную роль, в последние несколько лет, сыграло значительное снижение их стоимости. Одним из основных элементов ТПВ прибора является оптическая система, которая может включать объектив, телескопические и призменные системы, системы переноса изображения. Совершенствование ТПВ приборов вызвало у их разработчиков повышенные требования к обеспечению качественных показателей и уровня качества ИК ОС.

У предприятий производителей ИК ОС наметилось два подхода к их изготовлению. Первый – производство «на склад» ОС с универсальными характеристиками. Это позволяет применить технологии серийного производства и значительно удешевить продукцию, но не позволяет максимально удовлетворить требования потребителей. Второй путь – более затратный, как в финансовом, так и во временном плане. Это расчт и проектирование ОС по техническому заданию конкретного потребителя, изготовление опытного образца и проведение его всесторонних испытаний. Лишь такой подход позволяет учесть свойства фотопримного устройства (ФПУ), в первую очередь наличие в ФПУ оптических элементов – холодных диафрагм, защитных и покровных пластин, их расположение и показатели преломления. В случае применения охлаждаемых ФПУ необходимо учитывать изменение линейных размеров и показателей преломления механических и оптических деталей. Так же такой подход позволяет оптимизировать вес и габариты ОС и, при необходимости, «вписать» е в заданный потребителем объм.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.