Комп'ютерно-інтегровані технології

Комп'ютерно-інтегровані технології — технології виробництва, реалізовані з використанням комп'ютерного управління.

Основна мета Комп’ютерно-інтегрованих технологій(КІТ)

Основна мета Комп’ютерно-інтегрованих технологій - створення та експлуатація комп'ютерно-інтегрованих систем управління, які забезпечують розв'язання задач координації функціонування підсистем, використання інтелектуальних підсистем підтримки прийняття рішень на основі баз даних та знань і систем управління ними.

Контроль на підприємстві за допомогою КІТ

Такий характер діяльності вимагає оволодіння спеціальним програмним забезпеченням. В той же час, комп'ютерно-інтегровані технології тісно пов'язані з системами автоматичного керування та автоматизацією процесів у різних галузях промисловості та виробництва.

Рівні комп’ютерно-інтегрованого виробництва

Комп'ютерно-інтегроване виробництво містить п'ять рівнів автоматизації:

• I/O (Input/Output - Вхід/Вихід) - Рівень зв'язку з устаткуванням. Тут забезпечується узгодження зовнішніх елементів з пристроєм управління.

Рівні автоматизації комп’ютерно-інтегрованого виробництва

• Control (Управління) - На рівні управління Control вбудовані в устаткування пристрої управління по сигналах датчиків стану механізмів виробляють команди управління виконавчими пристроями - приводами, клапанами, світловими і звуковими сигналами.

Одночасно з управлінням інформація про роботу устаткування в реальному часі передається на рівень узагальненого контролю і збору даних SCADA.

• SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) - На рівні SCADA ведуть сортування, перетворення і зберігання поточних даних, а також їх відображення на мнемосхемі процесу. Для диспетчера відображується поведінка усіх одиниць устаткування: поточний стан і показники роботи машин, рух матеріальних потоків, узагальнена інформація. Системи SCADA дозволяють спостерігати процес в цілому, відстежувати аварійну інформацію, часові тенденції і статистичні характеристики процесу. При необхідності диспетчер передає узагальнені команди управління устаткуванням.

• MRP (Manufactoring Resources Planning) Рівень планування ресурсів. Це відомий варіант автоматизації офісної діяльності з метою ведення бухгалтерського обліку, управління фінансами і матеріально-технічним постачанням, організації документообігу. На цьому рівні керівники виробництва аналізують кон'юнктурну стратегію: динаміку ринкових цін на продукцію, що випускається, рівень прибутку по різних видах продукції, прогнозований попит.

• MES (Manufacturing Execution System) додатковий рівнень виконання завдань, що зв'язує менеджерів верхнього рівня з поточним виробництвом. Тут інформація від SCADA перетворються в інформацію для MRP, ведеться оновлення бази даних, контролюється послідовність операцій, формується розклад перевірки і ремонту устаткування залежно від тривалості фактичної експлуатації. Після аналізу цієї інформації з позиції виробничої і кон'юнктурної політики підприємства стратегічні рішення менеджера виконуються на нижчих рівнях.

Використання і застосування КІТ

КІТ найкращим чином пристосовані для автоматизації управління неперервними і дискретними процесами, і застосовуються в наступних областях:

• • управління виробництвом;
  • передачею і розподіленням електроенергії;
  • промислове виробництво;
  • водоочистка і водорозподілення;
  • управління космічними об'єктами;
  • транспортне управління(всі види транспорту: авіа, метро, залізнодорожний, автомобільний, водний);
  • телекомунікації;
  • воєнна область.

Крім цього, перспективним є запровадженням КІТ у галузі медицини. В світі нараховується не один десяток компаній, які активно займаються розробкою та впровадженням комп'ютерно-інтегрованих технологій. Програмні продукти деяких з цих компаній представлені на українському ринку.

Класифікація Комп'ютерно-інтегрованих технологій

Структура рівнів КІТ

КІТ на виробництві та підприємствах можна поділити на три рівні:

• I рівень - низова автоматика
  • ІІ рівень - рівень окремого цеху
    • ІІІ рівень - рівень всього підприємства

Характеристика задач програмного керування комп’ютерно-інтегрованих технологій

Задачі програмного керування, що реалізуються з використанням комп'ютерно-інтегрованих технологій, поділяються на:

• геометричні - керування формоутворенням;
• логічні - керування дискретною автоматикою верстату чи виробництва;
• технологічні - керування робочим процесом, характерні для адаптивних систем;
• термінальні - взаємодія з навколишнім середовищем: діалог, обмін інформацією з ЕОМ верхнього рівня.

Переваги і недоліки КІТ

• 1. Основні переваги КІТ:
  • Неприв'язаність до дистанції керування (завдяки технології Ethernet).
  • Можливість тотального управління на всіх рівнях виробництва(підприємства)
  • Зменшення витрат на робочу силу, зниження вірогідності помилок людини(людського фактору)

• 2. Недоліки КІТ:
  • Висока вартість обладнання, встановлення
  • Необхідність висококваліфікованого персоналу
  • Не всі процеси виробництва можливо автоматизувати за допомогою КІТ

Історія розвитку КІТ

Автоматизація процесів праці закономірно проходить ряд етапів: часткову механізацію, комплексну механізацію, часткову автоматизацію і комплексну або повну автоматизацію

• 1 покоління(1965-1975)- елементна база, дискретні напівпровідники, програмоносій магнітна стрічка(унітарний код БЦК-5), пристрої К-4МИ, К2П(ЗП), КПТ

• 2 покоління(1966-1982)- елементна база мікросхеми серії 155, 176, програмоносій восьмидоріжкова перфострічка(код ISO-7 bit), пристрої Н22, серія П

• 3 покоління(1977-1989)- елементна база ВІСи серії 589(програмна реалізація алгоритмів керування, зберіганя програм в пам'яті, розширення технологічних функцій) програмоносій восьмидоріжкова перфострічка

• 4 покоління(1985-1990)- блочне мультипроцесорне виконання, спеціалізовані ВІСи, мови високого рівня для програмування технологічних функцій, електроавтоматики, діалогу, програмоносій восьмидоріжкова перфострічка(код ISO-7 bit), можливість діалогового додавання програми зв'язку з ЕОМ.

• 5 покоління(1990-...)- промислові ПК, мультипроцесорні системи

На кожному з етапів розвитку науки та виробництва застосовувався певний підхід, пропонувалися відповідні конструктивні рішення й елемент. З позицій користувача кожне удосконалення було спрямоване, передусім, на підвищення рівня механізації й автоматизації виконання технічних операцій, які часто повторюються; на створення нових засобів введення та виведення даних; на збільшення обсягу нам'яті; на розробку нових носіїв інформації тощо. Управління технологічними процесами на основі SCADA-систем почало впроваджуватись в провідних західних країнах у 80-х роках ХХ ст. У 90-х роках минулого століття стали з'являтися програмні комплекси, за допомогою яких будь-який співробітник може спостерігати за роботою будь-якої одиниці устаткування. До них відносяться комплекси Factory Suite (Промисловий набір) фірми "Wonderware" (США) і Genesis (Відродження) фірми "Iconics"(США). Так, набір Factory Suite об'єднує рівні MES, SCADA і Control.

Список літературних джерел

Збожна О.М. Технологія: Навчальний посібник. 1998

Проектування автоматизованих виробничих систем (дисципліна)