445
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
Стандартизация CALS
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических
процессов и производств»
Воронеж 2016
1
УДК 658
Стандартизация CALS: Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств / А.А. Мещерякова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 9 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I» Афоничев Д.Н.
2
1. Введение
Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено изучение курса «Стандартизация CALS».
Программа курса включает формирование у студентов теоретических и практических знаний основных положений концепции CALS/ИПИ, структуры и содержания основных стандартов CALS, используемых при разработке, внедрении и применении CALS-технологий и систем в современных наукоемких производствах и на промышленных предприятиях.
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать: предпосылки и историю развития CALS-технологий; концепцию, базовые принципы и основные стандарты CALS; понятие и структуру разделов интегрированной электронной модели изделия и средства ее поддержки; понятие, особенности и средства разработки интерактивных электронных технических руководств; особенности реализации CALS-технологий и систем на промышленных предприятиях и обеспечения их информационной безопасности;
уметь: применять полученные знания при внедрении CALS-технологий и систем на предприятии; создании и использовании интегрированной электронной модели изделия; разработке интерактивных электронных технических руководств; обеспечении информационной безопасности CALS-технологий;
владеть: практическими навыками применения CALS-технологий, использования языков разметки для создания интерактивных электронных технических руководств, процедурами реализации информационной безопасности в CALSсистемах.
2.Общие указания
Методические указания предназначены для бакалавров 4-го курса (7-й семестр) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.
3
Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы
|
Трудоемкость |
Семестр |
||
Виды учебной работы |
Всего |
В зачетных |
VII |
|
|
часов |
единицах |
||
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Общая трудоемкость дисциплины |
144 |
4,0 |
144 |
|
Аудиторные занятия |
72 |
2,0 |
72 |
|
Лекции (Л) |
36 |
1,0 |
36 |
|
|
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
– |
– |
– |
|
Лабораторные работы (ЛР) |
36 |
1,0 |
36 |
|
Семинары (С) |
– |
– |
– |
|
Занятия, проводимые в интерактивной фор- |
16 |
0,44 |
16 |
|
ме |
||||
|
|
|
||
Самостоятельная работа (Сам) |
72 |
2,0 |
72 |
|
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
– |
– |
– |
|
Курсовой проект (работа) |
– |
– |
– |
|
РГР (ГАР, РАР) |
– |
– |
– |
|
Реферат |
– |
– |
– |
|
Виды итогового контроля (зачет, экзамен) |
* |
* |
зачет с |
|
оценкой |
||||
|
|
|
Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.
Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.
Лабораторные занятия посвящены разработке интегрированной электронной модели изделия, изучению нормативной базой (стандартами) CALS-технологий, языка представления данных EXPRESS, технологией разработки интерактивных электронных технических руководств, языков разметки GML, SGML и XML при разработке интерактивных электронных технических руководств.
3.Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ И ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ CALSТЕХНОЛОГИЙ
Предпосылки появления и этапы становления CALS-технологий. Гибкие производственные системы и компьютеризованные интегрированные производства. Процессы и этапы жизненного цикла промышленных изделий. Автоматизированные системы управления жизненным циклом изделий. Процессы и этапы жизненного
4
цикла промышленных изделий. Автоматизированные системы управления жизненным циклом изделий.
Раздел 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ CALS/ИПИ
Стратегия и задачи концепции CALS. Базовые принципы концепции CALS. Общие сведения о системах, технологиях и стандартах CALS. Информационное моделирование жизненного цикла промышленных изделий. Структура интегрированной информационной среды жизненного цикла изделий. Интегрированная электронная модель изделия. Понятие, структура и содержание интегрированной электронной модели изделия.
Раздел 3. СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТАНДАРТОВ CALS Общая структура и содержание стандартов ISO 10303 (STEP), ISO 13584
(PLIB) и ISO 15531 (MANDATE). Принципы объектно-ориентированного моделирования и язык представления данных EXPRESS (ISO 10303). Методология функционального моделирования. Семейство стандартов IDEF: IDEF0, IDEF1, IDEF1X, IDEF2, IDEF3, IDEF4, IDEF5.
Раздел 4. ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИЯХ (PDMСИСТЕМЫ)
Понятие, задачи и функции PDM-системы. Управление процессами. Управление конфигурацией изделия. Управление качеством.
Раздел 5. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЛОГИСТИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ
Понятие, структура и основные принципы интегрированной логистической поддержки жизненного цикла изделий. Информационное обеспечение и способы реализации интегрированной логистической поддержки жизненного цикла изделий.
Раздел 6. ИНТЕРАКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РУКОВОДСТВА
Понятие и назначение (функции) интерактивных электронных технических руководств. Технология разработки интерактивных электронных технических руководств. Нормативное и программное обеспечение интерактивных электронных технических руководств. Языки разметки GML, SGML, XML.
Раздел 7. ПРИМЕНЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Внедрение и использование CALS-технологий на промышленных предприятиях. Реинжиниринг бизнес-процессов предприятия. Информационная безопас-
5
ность в CALS-системах. Понятие электронной цифровой подписи. Средства антивирусной защиты. Информационная безопасность в компьютерных сетях.
4. Лабораторные занятия
Перечень лабораторных работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.2.
Таблица 2 - Перечень лабораторных работ
№ |
№ раздела |
Наименование лабораторных работ |
|
п/п |
дисциплины |
||
|
|||
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2 |
Разработка и использование интегрированной электронной |
|
|
|
модели изделия. |
|
2 |
3 |
Знакомство с нормативной базой (стандартами) CALS- |
|
|
|
технологий. |
|
3 |
3 |
Знакомство с языком представления данных EXPRESS |
|
|
|
(стандарт ISO 10303). |
|
4 |
3 |
Знакомство с семейством стандартов IDEF. |
|
5 |
4 |
Знакомство с технологией разработки интерактивных элек- |
|
|
|
тронных технических руководств. |
|
6 |
4 |
Использование языков разметки GML, SGML и XML при |
|
|
|
разработке интерактивных электронных технических руко- |
|
|
|
водств. |
|
|
|
5. Самостоятельная работа бакалавров |
Часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение бакалавров. Темы этой работы представлены в табл.3.
Таблица 3 - Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение
№ п/п |
Тема самостоятельной работы |
Номер источника |
1 |
Гибкие производственные системы и компьютери- |
1 (стр. 20-35) |
|
зованные интегрированные производства. |
|
2 |
Автоматизированные системы управления жизнен- |
2 (стр. 36-45) |
|
ным циклом изделий. |
|
3 |
Структура интегрированной информационной сре- |
1 (стр. 45-67) |
|
ды жизненного цикла изделий. |
|
4 |
Информационное обеспечение и способы реализа- |
1 (стр. 70-85) |
|
ции интегрированной логистической поддержки |
|
|
жизненного цикла изделий. |
|
5 |
Средства антивирусной защиты. Информационная |
2 (66-88) |
|
безопасность в компьютерных сетях. |
|
6
Контроль самостоятельной работы бакалавров осуществляется преподавателем. Контроль качества освоения дисциплины проводится посредством текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний бакалавра.
После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ бакалавр допускается к сдаче зачета. Контрольные вопросы к зачету для бакалавров очного обучения приведены ниже.
6.Контрольные вопросы
1.Предпосылки появления и этапы становления CALS-технологий.
2.Гибкие производственные системы и компьютеризованные интегрированные производства.
3.Процессы и этапы жизненного цикла промышленных изделий.
4.Автоматизированные системы управления жизненным циклом изделий.
5.Процессы и этапы жизненного цикла промышленных изделий.
6.Автоматизированные системы управления жизненным циклом изделий.
7.Стратегия и задачи концепции CALS.
8.Базовые принципы концепции CALS.
9.Общие сведения о системах, технологиях и стандартах CALS.
10.Информационное моделирование жизненного цикла промышленных изделий.
11.Структура интегрированной информационной среды жизненного цикла изделий.
12.Интегрированная электронная модель изделия.
13.Понятие, структура и содержание интегрированной электронной модели изделия. 14.Общая структура и содержание стандартов ISO 10303 (STEP), ISO 13584 (PLIB)
и ISO 15531 (MANDATE).
15.Принципы объектно-ориентированного моделирования и язык представления данных EXPRESS (ISO 10303).
16.Методология функционального моделирования.
17.Семейство стандартов IDEF: IDEF0, IDEF1, IDEF1X, IDEF2, IDEF3, IDEF4, IDEF5.
18.Понятие, задачи и функции PDM-системы.
19.Управление процессами. Управление конфигурацией изделия.
20.Управление качеством.
21.Понятие, структура и основные принципы интегрированной логистической поддержки жизненного цикла изделий.
22.Информационное обеспечение и способы реализации интегрированной логистической поддержки жизненного цикла изделий.
7
23.Понятие и назначение (функции) интерактивных электронных технических руководств.
24.Технология разработки интерактивных электронных технических руководств.
25.Нормативное и программное обеспечение интерактивных электронных технических руководств.
26.Языки разметки GML, SGML, XML.
27.Внедрение и использование CALS-технологий на промышленных предприятиях. 28. Реинжиниринг бизнес-процессов предприятия.
29.Информационная безопасность в CALS-системах.
30.Понятие электронной цифровой подписи.
31.Средства антивирусной защиты.
32.Информационная безопасность в компьютерных сетях.
Библиографический список
Основная литература 1. Информационная поддержка жизненного цикла изделий машиностроения:
принципы, системы и технологии CALS/ИПИ [Текст] : доп. УМО вузов по образованию в обл. автоматизир. машиностроения (УМО АМ) в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений / А. Н. Ковшов, Ю. Ф. Назаров, И. М. Ибрагимов, А. Д. Никифоров. М. : Академия, 2007. 304 с.
2. Схиртладзе, А. Г. Технологические процессы автоматизированного производства [Текст] : доп. УМО вузов по образованию в обл. автоматизир. машиностр. в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по направлению подгот. «Автоматизация технол. процессов и пр-в» / А. Г. Схиртладзе, А. В. Скворцов. М. : Академия, 2011. 400 с.
Дополнительная литература
1.Пестрецов, С. И. CALS-технологии в машиностроении: основы работы в CAD/CAE-системах [Текст] : Учебное пособие / С. И. Пестрецов. Тамбов : Издательство ТГТУ, 2010. 104 с. ЭБС «Единое окно доступа к образовательным ресурсам».
2.Яблочников, Е. И. Компьютерные технологии в жизненном цикле изделия
[Текст] : Учебное пособие / Е. И. Яблочников, Ю. Н.Фомина, А. А. Саломатина. СПб. : СПбГУ ИТМО, 2010. 188 с. ЭБС «Единое окно доступа к образовательным ресурсам».
3.Мещерякова А. А. Стандартизация CALS [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / А. А. Мещерякова; ВГЛТУ. - Воронеж, 2016. - 72с. - ЭБС ВГЛТУ.
4.Мещерякова А. А. Стандартизация CALS [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производства / А. А. Мещерякова; ВГЛТУ. - Воронеж, 2016. - 9 с. - ЭБС ВГЛТУ.
8
Мещерякова Анна Анатольевна
Стандарты CALS
Методические указания для самостоятельной работы по направлению подго-
товки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и произ-
водств» для очной формы обучения
Редактор С.Ю. Крохотина
Подписано в печать |
Формат бумаги |
Заказ |
||
Объем |
п.л. |
Усл. п.л. |
Уч-изд. л. |
Тираж |
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
9