Виртуальные технологические машины и виртуальное производство

Понятие «виртуальный», образованное от латинского «virtus» (сила, способность, доблесть), употребляется для характеристики объекта, который, будучи нереальным, «кажущимся», существует в смысле оказываемого им действия. В области промышленного производства термин «виртуальный» все чаще употребляется для обозначения компьютерных моделей проектируемых изделий, моделей технологических и производственных процессов.

Виртуальные технологические машины представляют собой специализированные программные комплексы (системы), применение которых позволяет повысить эффективность использования оборудования с ЧПУ за счет контроля процесса обработки непосредственно на компьютере; использующие технологии имитационного компьютерного моделирования.

Эти системы позволяют: проводить сравнение спроектированной детали с деталью, полученной после обработки; выполнять оптимизацию режимов резания с целью сокращения времени обработки и обеспечения равномерной нагрузки на инструмент; создавать описания станков с ЧПУ, чтобы затем выполнять реалистичную имитацию движений узлов и органов станка при обработке; организовывать интерфейсы с различными CAD/CAM-системами, создавать пользовательские приложения.

Виртуальные технологические машины моделируют не только станки с ЧПУ, но и другое производственное оборудование и устройства.

Виртуальное прототипирование дешевле, чем создание физических моделей и оптимизация методом проб и ошибок. Нельзя заменить физические испытания полностью, но можно минимизировать их число и сделать результирующие физические испытания более успешными.

Раз создается меньше физических моделей, следовательно, расходуется меньше материала на образцы, а также на оснастку для их изготовления.

К тому же очевидно, что если создается меньше образцов, то разрабатывается меньше оснастки, которая обычно весьма дорога. Кроме того, путем моделирования оснастки можно уменьшить ее износ и таким образом увеличить время ее жизни.

Даже если оснастка превосходно спроектирована, режимы работы с ней могут влиять на качество изготавливаемой детали. Виртуальное производство позволяет имитировать деталь, оснастку и процесс ее работы. Эта имитация может позволить оптимизировать режимы работы до изготовления образцов и получать их хорошими «с первого раза».

Под появившимся сравнительно недавно термином «виртуальное предприятие» понимают «кооперирование юридически независимых предприятий или частных лиц для обеспечения услуг (производства) на основе общего понимания бизнеса (экономических целей)».

Виртуальное предприятие – это временная межпроизводственная кооперация ряда юридически независимых предприятий, которая:

· создается в короткий срок и поддерживается с помощью современных информационных технологий;

· разрабатывает и производит актуальную продукцию или услуги путем интеграции возможностей участников;

· обходится без новых юридических образований, которые заменяются гибкой координацией.

Виртуальное предприятие – это постоянный поиск наиболее выгодных и надежных партнеров для производства нужных изделий. Виртуальные предприятия могут постоянно перестраивать свою конфигурацию и структуру производственных процессов так, чтобы сохранять максимальную эффективность. Благодаря своей способности создавать и использовать самые новаторские идеи при меньших затратах и в более сжатые сроки они сегодня, в развитых странах, уже составляют серьезную конкуренцию крупным традиционным предприятиям.

Создание и функционирование виртуальных предприятий как организационных структур возможно только при условии использования современных информационных технологий (сетевых средств и технологий коммуникации – средств Internet/Intranet), методов компьютерного проектирования и моделирования процессов изготовления, компьютерной поддержке всех этапов ЖЦИ.

Существует четыре типа организационных структур виртуальных предприятий.

1. Организатор (или организаторы) виртуального предприятия не принимает непосредственного участия в производстве. Его задача – выпуск на рынок конкретного продукта в кратчайший срок. Для этого организатор осуществляет подбор производителей и налаживает связи между ними (связывает производителей в сети), а также реализует функции продаж и маркетинга. Создаваемые сети производителей носят название активных сетей.

2. Организатор не только подбирает партнеров для активной сети, но и участвует в ряде производственных процессов, стремится управлять подбором заказов. Он стремится также занять звенья цепочки производства ценностей, по тем или иным причинам оставленные крупными предприятиями.

3. Организатор создает определенную информационную и управленческую среду для включения производителей в активные сети. Для этого могут использоваться, например, средства Internet.

4. В тех отраслях, где основная часть производства осуществляется с помощью обработки информации и знаний, благодаря современным информационным технологиям возникают структуры, которые можно назвать виртуальными рынками.

Интеллектуализация производства, в целом, связана с поддержкой коллективной деятельности работников предприятия, что подразумевает формирование общих, социальных целей и построение средств их достижения в интересах получения прибыли. Она обеспечивается благодаря сохранению, накоплению и распространению совокупного опыта и знаний, прогнозированию динамики потребностей внешних и внутренних клиентов, стратегическому планированию производственной деятельности, разделенной мотивации и коллективному обучению работников.

В качестве примера виртуального рынка можно привести американский телекоммуникационный концерн MCI, который создал координируемую с помощью свода правил сеть из 9000 свободных инженеров-рационализаторов. Концерн MCI тестирует и оценивает рационализаторские предложения, после чего оформляет перспективные достижения, готовые для продажи на рынке услуги. Тем самым с помощью сети MCI создает для себя доступ к рынку идей и инноваций, не имея при этом своего собственного рационализаторского отдела.

В результате деятельности виртуальных предприятий в мире формируется более динамичный, быстро развивающийся глобальный рынок, отличающийся широким разнообразием товаров и услуг.

Заключение

Обоснование принимаемых решений при проектировании и управлении процессами создания и изготовления машин на должном научно-техническом уровне является основной задачей современного развития технологии машиностроения.

Для дальнейшего освоения специальных дисциплин и дисциплин специализаций, а также выполнение контрольных и курсовых работ, дипломных работ и проектов будущему современному инженеру потребуются полученные знания. Так как процесс развития технологии машиностроения как науки, составляет основу современной базы знаний.

Вопросы для текущего контроля и зачета

1. Системы автоматизированного проектирования. Этапы их развития. Условное деление систем автоматизации проектирования на классы.

2. Интеграция этапов создания изделия на основе их трехмерных (пространственных) моделей.

3. Способы интеграции систем автоматизированного проектирования.

4. Технологии трехмерного моделирования изделий: каркасное, поверхностное и твердотельное представление геометрических объектов; параметризация объектов проектирования; гибридное моделирование; динамическое моделирование.

5. Раскройте понятие «Виртуальные технологические машины».

6. Имитационное моделирование и виртуальное производство. Преимущества организации виртуального производства.

7. Понятие «Виртуальное предприятие». Цель создания виртуального предприятия.

8. Типы организационных структур виртуальных предприятий.

9. Интеллектуализация производства.