Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» УТВЕРЖДАЮ Директор ИК ______М. А. Сонькин “____”_______2011г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ПРОДУКЦИИ НАПРАВЛЕНИЕ ООП: Автоматизация технологических процессов и производств (б). ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Автоматизация технологических процессов и производств в нефтегазовой отрасли КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): бакалавр БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г. КУРС 2; СЕМЕСТР 3; КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3 ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Основы нефтегазового дела» КОРЕКВИЗИТЫ: «Управление качеством», «Организация и планирование автоматизированных производств», «Технологические процессы автоматизированных производств» ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС: Лекции 18 часа Практические занятия Лабораторные занятия 18 часа Аудиторные занятия 36 часа Самостоятельная (внеаудиторная) работа 36 часов Итого 72 часа Форма обучения очная ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: зачет в 3-ем семестре. ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Интегрированные компьютерные системы управления» ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: 2011 д.т.н., профессор А.М. Малышенко к.т.н., доцент Е.И. Громаков к.т.н., доцент С.Г. Цапко 1. Цели освоения дисциплины В результате освоения данной дисциплины студент приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц2, Ц3 и Ц5 основной образовательной программы «АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ». Дисциплина нацелена на подготовку студентов к: - разработке и исследованию средств и систем автоматизации и управления различного назначения, в том числе жизненным циклом продукции и ее качеством, применительно к конкретным условиям производства на основе отечественных и международных нормативных документов (Ц2); - исследованию в области проектирования и совершенствования структур и процессов промышленных предприятий в рамках единого информационного пространства (Ц3); - исследованию с целью обеспечения высокоэффективного функционирования средств и систем автоматизации, управления, контроля и испытаний заданным требованиям при соблюдении правил эксплуатации и безопасности (Ц5). 2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла и рекомендована ФГОС. Она непосредственно связана с дисциплиной: «Основы нефтегазового дела». Кореквизитом являются «Управление качеством», «Организация и планирование автоматизированных производств» «Технологические процессы автоматизированных производств». . 3. Результаты освоения дисциплины В результате освоения дисциплины студент должен быть готов : Р1. Применять глубокие естественнонаучные и, математические знания для решения научных и инженерных задач в области анализа, синтеза, проектирования, производства и эксплуатации систем автоматизации технологических процессов и производств Р2. Воспринимать, обрабатывать, анализировать и обобщать научно-техническую информацию, передовой отечественный и зарубежный опыт в области теории, проектирования, производства и эксплуатации систем автоматизации технологических процессов и производств, принимать участие в командах по разработке и эксплуатации таких систем. Р3. Применять полученные знания для решения инновационных инженерных задач при разработке, производстве и эксплуатации современных систем автоматизации технологических процессов и производств (в том числе интеллектуальных) с использованием передовых научно-технических знаний и достижений мирового уровня, современных инструментальных и программных средств, обеспечивающих конкурентные преимущества этих систем в условиях жестких экономических, социальных и других ограничений. Р5. Демонстрировать работодателям свои конкурентные компетенции, связанные с современными методологиями и видами инновационной инженерной деятельности в области автоматизации технологических процессов и производств, а также готовность следовать их корпоративной культуре. Р6. Использовать международный опыт проектного, технологического менеджмента и управления бизнес-процессами для ведения инновационной инженерной деятельности в области автоматизации технологических процессов и производств. Р7. Уметь выбирать и использовать подходящее программнотехническое оборудование, оснащение и инструменты для решения задач автоматизации технологических процессов и производств. Р9. Эффективно работать индивидуально в качестве члена и руководителя группы с ответственностью за работу коллектива при решении инновационных инженерных задач в области автоматизации технологических процессов и производств, демонстрировать при этом готовность следовать этике и нормам. В результате изучения дисциплины студенты должны быть способны: применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-17); собирать и анализировать исходные информационные данные для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-1); участвовать в разработке проектов изделий с учетом технологических, конструкторских, эксплуатационных требований, эстетических, экономических и управленческих параметров (ПК-8); разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию в области автоматизации технологических процессов и производств, управления жизненным циклом продукции и ее качеством, оформлять законченные проектноконструкторские работы (ПК-13); выполнять работы по расчету и проектированию средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации расчетов и проектирования (ПК-18); к практическому освоению и совершенствованию систем автоматизации производственных и технологических процессов, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-20); использовать современные методы и средства автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК-21); проводить сертификацию продукции, технологических процессов и средств автоматизации, контроля, диагностики, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством, экологическими системами предприятия (ПК-25); разрабатывать планы, программы, методики, связанные с автоматизацией технологических процессов и производств, управлением процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством, инструкции по эксплуатации оборудования, средств и систем автоматизации и управления, программного обеспечения, другие текстовые документы, входящие в конструкторскую и технологическую документацию (ПК-28); способен выполнять работу по организации управления информационными потоками на всех этапах жизненного цикла продукции, ее интегрированной логистической поддержки (ПК33); организовывать работы по обслуживанию и реинжинирингу бизнес-процессов предприятия в соответствии с требованиями ИПИ/CALS-технологий, анализе и оценки производственных и непроизводственных затрат на обеспечение требуемого качества продукции, автоматизацию производства, результатов деятельности производственных подразделений, разработке оперативных планов их функционирование (ПК-36); аккумулировать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт в области автоматизации технологических процессов и производств, автоматизированного управления жизненным циклом продукции, компьютерных систем управления ее качеством (ПК-39); участвовать в работах по моделированию продукции, технологических процессов, производств, средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием современных средств автоматизированного проектирования (ПК-40). Соответствие результатов освоения дисциплины формируемым компетенциям ООП представлено в таблице Формируемые Результаты освоения дисциплины компетенции в соответствии с ООП ОК-17 ПК-1 ПК-8 ПК-13 ПК-18 ПК-20 ПК-21 ПК-25 ПК-28 ПК-33 ПК-36 ПК-39 ПК-40 Студент должен знать: основные понятия, относящиеся к жизненному циклу продукции, этапы жизненного цикла продукции (Р1); методики создания единого информационного пространства, внедрения ИПИ/CALS –технологий на предприятиях; стандартные программные средства для решения задач в области управления жизненным циклом продукции; принципы и технологии управления конфигурацией, данными об изделии, функциональные возможности PDM– систем (Р3); основы автоматизации процессов жизненного цикла продукции (Р7). Студент должен уметь: использовать основные принципы автоматизированного управления жизненным циклом продукции для повышения эффективности производства (Р9); методы планирования, обеспечения, оценки и автоматизированного управления качеством на всех этапах жизненного цикла продукции (Р2); пользоваться инструментальными программными средствами интерактивных графических систем, актуальных для современного производства; использовать основные технологии передачи информации в среде локальных сетей, сети internet (Р5); Структура и содержание дисциплины 4. 4.1. № Структура дисциплины по организации и контроля обучения Название раздела/темы Аудиторная работа (час) Лек-и 1 2 3 4 применять PDM при управлении жизненным циклом продукции (Р7); управлять с помощью конкретных программных систем этапами жизненного цикла продукции (Р7). Студент должен владеть навыками применения элементов анализа этапов жизненного цикла продукции и управления ими (Р3); навыками работы в программной системе управления жизненным циклом продукции (Р7); навыками проектирования простых программных алгоритмов и реализации их на языке программирования (Р4); навыками применения стандартных программных средств в области, управления жизненным циклом (Р7). Практ. / сем-р СРС разделам, Итого формам Формы текущего контроля и аттестации Лаб. зан. Жизненный цикл управления продукцией как объект управления Управление процессами 4 4 8 Реферат Семинар Отчет по лабораторной работе 4 4 8 Основы построения виртуального предприятия Управление 4 4 8 6 6 12 Контрольная работа Отчет по лабораторной работе Отчет по лабораторным работам Реферат Отчет по ренжинирингом бизнеспроцессов 5 лабораторным работам Контрольная работа Зачет Промежуточная аттестация Итого 18 18 36 72 При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование. 4.2. Содержание разделов дисциплины Модуль 1. Жизненный цикл управления продукцией как объект управления Задачи, решаемые при помощи CALS-технологий. Сущность управления ЖЦ, его роль на современном этапе. Терминология управления ЖЦ. Объекты стандартизации CALS. Стандарты и методы семейства IDEF. Стандарт ISO 13584 (PLIB). Стандарт ISO 15531(MANDATE).Стандарт ISO 8879 (SGML) Стандарт обмена данными ISO 10303 (STEP). Методы описания, реализации. Методология тестирования на соответствие, протоколы применения, тесты, представление конструкторских данных об изделии, интерфейс SDAI, примеры прикладных систем. Методы функционального моделирования. Модуль 2. Управление процессами Понятие процесса, понятие управления проектом, типовые задачи управления проектом, понятие бизнес-процесса. Функции PDM-систем для поддержки ЖЦ изделия, Механизм управления жизненным циклом. Задачи, решаемые PDMсистемами, модель данных PDM. PDM как основа безбумажной технологии, этапы процесса создания изделия, модель потока работ, управление потоком работ, схема модели потока работ, возможности PDM-систем, понятие интегрированной информационной среды, управление интегрированной информационной средой, понятие виртуального предаприятия. Модуль 3. Основы построения виртуального предприятия Общая концепция виртуального предприятия, управление рисками ведения бизнеса на принципах виртуального предприятия, организационная схема виртуального предприятия, правила организации виртуалтьных предприятий, инфраструктура системы агентов сотрудничества, CALS- структура виртуального предприятия, принципы работы CALS-центра. Управление конфигурацией изделия, функции конфигурации изделия, правила применяемости, понятие состава изделия, метод блочно-модульного проектирования. Модуль 4. Управление ренжинирингом бизнес-процессов Цели реализации концепции ИПИ/ CALS, актуальность управления качеством, стандарты, входящие в состав модели менеджмента качества, классификация подходов к информатизации управления качеством, факторы определяющие целостность СМК, классификация компьютерных систем менеджмента качества, функции служб качества. Внедрение компьютерных СМК. Организация обследования и реинжиниринга бизнес-процессов предприятия в соответствии с требованиями CALS -технологий; планирование работ по созданию и внедрению средств и систем автоматизации и управления Масштабы проекта, кадровое обеспечение, управление риском, финансирование, вопросы взаимодействия, упрощенная структура СМК. Выбор технологии, инструментальных средств и средств вычислительной техники при организации процессов проектирования, изготовления, технического диагностирования и промышленных испытаний средств автоматизации и управления. Совершенствование информационной инфраструктуры. 4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины Распределение по модулям дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3. № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Формируемые компетенции ОК-17 ПК-1 ПК-8 ПК-13 ПК-18 ПК-20 ПК-21 ПК-25 ПК-28 ПК-33 ПК-36 ПК-39 ПК-40 5. 1 х Модули 2 3 4 х х х х х х х х х х х х Образовательные технологии При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности студентов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций. Методы и формы активизации деятельности IT-методы Командная работа Контрольные работы Защита рефератов Опережающая СРС Индивидуальное обучение ЛК х х Виды учебной деятельности Семинар ЛБ КС х х х х х х х х х СРС х х х х х х х х х Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия: изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий; самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы; закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ с использованием проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий. 6. Организация и учебно-методическое самостоятельной работы студентов (CРC) обеспечение 6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в: работе студентов с лекционным материалом и раздаточными материалами, поиске и анализе литературы и электронных источников информации, выполнении домашних заданий, изучении теоретического материала к лабораторным занятиям и подготовке ответов на контрольные вопросы по лабораторным работам, изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку, подготовке к выполнению лабораторных работ, подготовке к дифференцированному зачету. 6.2 Темы, выносимые на самостоятельную проработку: - изучение, дополнительной литературы и стандартов по управлению жизненным циклом продукции в сети Интернет, - освоение программного обеспечения для выполнения лабораторных работ по курсу, - подготовка рефератов с использованием информации в сети Интернет. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа ТСР направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала бакалавров и заключается в: поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе научных публикаций по определенной теме исследований, анализе теоретических и фактических материалов по заданной теме, составлении моделей и документированных процедур на основе бизнес процессов нефтегазового производства. . 6.3 6.4 Примерный перечень рефератов: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Технологии CALS. Что это такое? Что дает CALS? STEP и модели IDEF. Технологии интеграции данных. ИТ-стратегии современных организаций. Общие принципы разработки функциональной схемы SCADAсистемы. PDM-система. Преимущества от использования PDM-системы. PDM-система как средство интеграции данных на протяжении производственного цикла продукции. Производители PDM-систем. Реинжиниринг бизнес-процеесов с использованием технологии CALS. 6.5 Лабораторные занятия: №1. Передача графического файла средствами STEP. №2 Построение бизнес-процессов. №3. Разработка потоковых диаграмм в среде Enovia SmartTeam. №4. Разработка интегрированной информационной среды средствами Enovia SmartTeam. №5. Управление конфигурацией изделия в среде Enovia SmartTeam. 7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств) Оценка успеваемости бакалавров осуществляется по результатам: - самостоятельного (под контролем преподавателя) выполнения лабораторных работ, - оценки контрольных работ, - оценки подготовленных студентами рефератов, - устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите отчетов по лабораторным работам и во время зачета (для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины). 7.1. Требования к содержанию вопросов итогового контроля Примерный перечень вопросов к зачету: 1. Развитие CALS-технологий. 2. CALS - как средство международной информационной интеграции индустриальных развитых стран в области поддержки бизнеса. 3. Современное международное определение CALS. 4. Ключевые области CALS. 5. CALS-оболочки.Важнейшие организационные технологии, поддерживаемые CALS параллельное проектирование виртуальное предприятие. 6. Текущее состояние новых информационных технологий в мировой индустрии. 7. CALS - концепция непрерывной компьютерной поддержки жизненного цикла изделия. 8. Реализация концепции непрерывной компьютерной поддержки жизненного цикла изделия. 9. Базовые принципы CALS. 10.Базовые управленческие технологии. 11.Базовые технологии управления данными. 12.Информация об изделии. 13.Цифровое представление модели изделия. 14.Фазы жизненного цикла изделия и поддерживающие их информационные технологии. 15.Информационная модель сложного изделия. 16.Информационная модель простой детали. Преимущества CALS. 17.Эффективность внедрения CALS-технологий. 18.Основные трудности перехода к CALS. 19.Требования к современному инновационному предприятию. 20.Этапы жизненного цикла изделия и промышленное автоматизированные системы. 21.Автоматизированные системы дело производства. управление проектами. 22.Управление конфигурацией. 23.PDM - управление проектными данными. 24.Электронная цифровая подпись. 25.Управление качеством. 26.Интегрированная логистическая поддержка. 27.Системы технического обслуживания и ремонта. 28.Материально-техническое обеспечение. 29.Конструкторская документация. 30.Интерактивные электронные технические руководства. 31.Реинжиниринг. 32.Типы производства. 33.Стандарт MRP II. 34.Системы ERP. 7.2. Примеры вопросов контрольных работ Современные средства и применение электронной цифровой подписи. Интегрированные автоматизированные системы управления производством (ИАСУ). PLM системы. PDM системы. ERP системы. EPM системы. MRP системы. WorkFlow. Системы автоматизированной подготовки сопроводительной документации. Средства поддержки принятия решения. CASE-средства. Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП). Понятие и общая структура. Средства поддержки ИЛП. Интегрированные процедуры обеспечения электронной документацией. Корпоративные информационные системы. Структура и состав ИИС (интегрированной информационной среды). Концептуальная модель CALS. Проблемы программно-технических средств в CALS. История развития ГПС и КИП. Жизненный цикл изделия. Этапы. Соотношение с CALS. Эволюция концепции CALS. Технические и экономические преимущества CALS. Стандарты проектирования бизнес-процессов. Системный и процессорный подходы в CALS. Единая среда моделирования. Интеграция CAD-CAM-CAE - систем в CALS. Состояние IT отрасли в России. 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины) 8.1 Методическое обеспечение 1. Пирятинский С.С., Цапко С.Г. Администрирование прав доступа в среде Enovia SmarTeam. Томск, изд. ТПИ, 2009.– 32 с. 2. Хаперская А.В. Цапко С.Г. Управление структурой данных в среде Enovia SmarTeam. Томск, изд. ТПИ, 2009.– 32 с. 8.2 Перечень рекомендуемой литературы Основная 1. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. – М.:Анахарсис, 2002.–304 с. 2. Управление техническим документооборотом на основе CALSтехнологий. Учеб.пособ. 2-е изд. Под ред. С.Г. Емельянова.— М.: Славянская школа, 2005.– 255 с. 3. Брусакова И.А. Информационная поддержка жизненного цикла изделий: учеб. пособие. - СПб.: СПбГИЭУ, 2007. - 82 с. 4. Бочкарев С.В., Петроченков А.Б., Ромодин А.В. Автоматизация управления жизненным циклом электротехнической продукции: учеб. пособие. - Пермь: ПГТУ, 2008. - 365 с. 5. Информационная поддержка жизненного цикла изделий в машиностроении: принципы, системы и технологии CALS/ИПИ. Учеб. пособие / Под ред. А.Н. Ковшова. — М.: Изд-во МГОУ, 2005.-236 с. 6. Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия. В.В.Бакаев, Е.В., Судов В.А. Гомозов и др./ Под ред. В.В. Бакаева — М.: Машиностроение-1, 2005.–624 с. . Дополнительная 7. Бром А.Е., Колобов А.А., Омельченко И.Н. Интегрированная логистическая поддержка жизненного цикла наукоемкой продукции: учебник. - М.: МГТУ, 2008. - 296 с. 8. Интеграция данных об изделии на основе ИПИ/CALSтехнологий: Конспект лекций. Ч. 1: Лекции 1-5.— М.: "Европейский центр по качеству", 2002. 9. Интеграция данных об изделии на основе ИПИ/CALSтехнологий: Конспект лекций. Ч. 2: Лекции 6-9.— М.: "Европейский центр по качеству", 2002. 10.ГОСТ Р ИСО/МЭК 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Ч.1. Общие представления и основополагающие принципы. 11.ГОСТ Р ИСО/МЭК 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Ч.11. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS. 12.ГОСТ Р ИСО/МЭК 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Ч.21. Методы реализации. Кодирование открытым текстом структуры обмена. 13.ГОСТ Р ИСО/МЭК 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Ч.41.Интегрированные обобщенные данные. 14.Быков В.П., Овсянников М.В. Ранние стадии проектирования в условиях применения CALS-технологий // Вестн. машиностроения. - 2008. - N 10. - С.63-66. 15. Алексеева Т.В. Применение САПР для проектирования ТВС1500. Концепция CALS-технологий. Перспективы САПР и CALS // Сб. тр. конф. молодых специалистов ФГУП ОКБ "Гидропресс" 2004. - Подольск: ФГУП ОКБ "Гидропресс", 2004. - С.47-56. 16. Варнаков В.В., Варнаков Д.В. Информационная поддержка (CALS-технологии) надежности системы по стадиям жизненного цикла // Междунар. техн.-экон. журн. - 2007. - N 1(1). - С.70-76. 17.Баженова Е.А. Стратегия CALS в разработке информационной системы управления предприятием // Соврем. проблемы информатизации в проектировании и информационных системах: сб. тр. Вып.13 (по итогам XIII междунар. открытой науч. конф.). - Воронеж: Науч. книга, 2008. - С.453-455. . 9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины) При изучении основных разделов дисциплины, выполнении лабораторных работ бакалавры используют персональные компьютеры. Автор: Громаков Е.И., Цапко С.Г. Программа одобрена на заседании кафедры ИКСУ ИК (протокол № ____ от «___» _______ 2011 г.).