Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГАОУ ВО «ЮФУ») Институт компьютерных технологий и информационной безопасности РЕФЕРАТ по дисциплине «Основы автоматизированных систем управления и обработки информации» АСУ авиастроительного завода Выполнил: студент группы КТсо3-1 №КТ-21-0286 Принял: Доцент кафедры ВТ Соловьева О.А. _______________ «18» марта 2024г. Таганрог 2024 Гушанский С.М. СОДЕРЖАНИЕ Содержание .............................................................................................................. 2 ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3 1. Основные этапы реализации АСУ .................................................................... 4 2. Мировые тенденции по информатизации авиастроения ............................... 5 3. Отечественное программное обеспечение авиастроительной области в современных условиях ........................................................................................... 6 4. Перспективные направления отраслевой промышленной политики по разработке и использованию АСУ в авиастроении ............................................. 9 5. Пример внедрения АСУ на авиастроительное предприятие ........................ 11 5.1 Ситуация до внедрения АСУ ..................................................................... 11 5.2 Цели проекта ................................................................................................ 12 5.3 Описание проекта ........................................................................................ 12 5.4 Результаты проекта ..................................................................................... 14 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ........................................... 15 2 ВВЕДЕНИЕ Автоматизированная система управления (АСУ) – это комплекс аппаратно-программных средств, направленный на оптимизацию работы оборудования. Благодаря АСУ появляется возможность увеличения рентабельности производства и его безопасности. Сейчас автоматизация системы управления используется в самых разнообразных сферах. Но чаще всего эта технология применяется на промышленных и энергетических предприятиях. Роль АСУ в организации современных производств сложно переоценить. А большие и сложные современные предприятия представить без автоматизации невозможно вовсе. Примером такого предприятия, для организации которого необходимо АСУ, является современный авиастроительный завод. На авиастроительных производствах системы автоматизации обеспечивают повышение эффективности и качества производства. В данном реферате я опишу АСУ авиастроительного завода. Будут описаны основные свойства, преимущества и недостатки, а также пример успешной реализации такой систем. 3 1. Основные этапы реализации АСУ Чтобы успешно внедрить АСУ на производство, необходимо выполнить несколько этапов работы. Их соблюдение, подкреплённое всей необходимой документацией, обеспечивает своевременное и качественное выполнение работ. 1. Подготовка технического задания. Оно разрабатывается инженером совместно с заказчиком. Очень важно, чтобы в техническом задании были учтены все особенности предприятия, а также пожелания заказчика. Инженер, в свою очередь, должен отобразить в техническом задании все возможности, которые он видит для реализации АСУ на данном объекте. За счёт этого заказчик сможет увидеть новые перспективы в проекте, о которых он раньше не задумывался. 2. Работы по проектированию инженерной системы. Этот этап заключается в составлении инженерами проекта технического задания с учётом всех требований. При проектировании необходимо учитывать много аспектов: архитектура системы, выбор подходящего оборудования, подключение его к уже существующей структуре и так далее. 3. Подбор оптимального системного и прикладного программного обеспечения. Специалисты выбирают самые подходящие программные решения, опираясь на цели и задачи автоматизации системы управления. Это может быть готовое типовое программное обеспечение, разработанное сторонними компаниями для похожих систем. В этом случае в ПО вносятся нужные правки, отталкиваясь от технического задания, после чего оно становится полностью готовым к использованию. Или же программное обеспечение можно разрабатывать специально для данного проекта. Тогда возможность возникновения сложностей и ошибок сильно уменьшается, но, соответственно, увеличивается цена такой АСУ. 4. Установка, подключение, наладка и проверка работоспособности системы. После того, как программное обеспечение выбрано, можно начинать его установку на заранее подготовленное 4 оборудование. Далее осуществляется подключение системы к уже существующей структуре и, конечно же, её настройка. И наконец, производятся различные проверки и тестирования, чтобы можно было гарантировать исправную работу системы. 5. Обучение персонала, как работать с новой установленной системой. Это важнейший этап внедрения АСУ на производстве, который определённо не следует пропускать. Сотрудники должны знать и понимать, как работать с новой системой и что делать в случае возникновения неполадок. Лучший способ осуществления такого ознакомления – проведение специальных собраний и семинаров, где специалисты подробно расскажут персоналу обо всех особенностях АСУ и методах работы с ней. Кроме этого, чаще всего после внедрения системы происходит курирование предприятия специалистами. Это нужно для своевременного ответа на возникающие в процессе работы вопросы и устранение возникших мелких неполадок. Соблюдая эти этапы, можно гарантированно автоматизировать любую систему управления вне зависимости от специфики предприятия, чтобы достичь более оптимизированных и эффективных бизнес-процессов. 2. Мировые тенденции по информатизации авиастроения На данный момент развитие авиации предполагает использование передовых решений для создания конкурентноспособной воздушной техники. В последние годы в мировом авиастроении наибольшее развитие получили АСУ, которые применяются для технической подготовки предприятия, а также поддержания его эффективного функционирования. Главной мировой тенденцией развития технологий в авиастроении является информатизация. Она представляет собой комплексную интеграцию информационных технологий во все процессы авиастроительной отрасли. Основной задачей информатизации считается выведение на новый уровень организации проектной и производственной работы. Внедрение информационных технологий в авиастроение содействует развитию и более широкому применению аддитивных технологий. В 5 последнее время они становятся одними из самых востребованных в мире авиастроения. Аддитивными технологиями называется послойное наращивание и синтез объекта с помощью компьютерных 3D-технологий. В современном производстве уже используются технологии, результатом работы которых является смоделированный 3D-объект. Активно развивающимися технологическими тенденциями в сфере информатизации авиастроения являются: проектирование цифровых двойников самолета Information Model) для работы над конкретными задачами; BIM-технологии (Building – это подход к проектированию и строительству, предполагающий ориентирование на все особенности инфраструктуры предприятия; применение виртуальной и дополненной реальности в процессе проектирования, производства и поддержки эксплуатации летательного аппарата; использование технологий Big Data и искусственного интеллекта в организации производства; 3. Отечественное программное обеспечение авиастроительной области в современных условиях В последнее время отрасль авиастроения в Российской Федерации испытывает ряд сложностей, связанных с санкционным давлением и отказом некоторых зарубежных компаний в сотрудничестве. Наиболее ощутимо это коснулось гражданского авиастроения, которое было наиболее ориентировано на международные технологии. Сложности возникли в связи с отказом некоторых зарубежных поставщиков продавать комплектующие изделия, а также из-за прекращения предоставления лицензионных версий необходимого программного обеспечения. С марта 2022 года произошёл уход с российского рынка большого количества крупных IT-поставщиков. Например, Sabre (США), SAP (Германия), Jeppesen (США), IBM (США), SITA (ES) ACARS. 6 На протяжении информационных долгого технологий, времени отечественный предназначенных для рынок гражданского авиастроения, был сильно зависим от иностранных сервисов и решений. Во многом это объясняется тем, что в России эта отрасль глубоко интегрирована в международные отраслевые сообщества, объединения перевозчиков, различные бизнес-процессы с постоянным обменом опытом всех участников. Специалисты выделяют целый ряд проблем, связанных с санкционными ограничениями, в области автоматизации авиастроения: 1. Остановка оказания услуг технической и информационной поддержки иностранными провайдерами, которые не имеют аналогов в России; 2. Невозможность использовать зарубежных СУБД, а также антивирусного и офисного программного обеспечения; 3. Невозможность заменить специализированное программное обеспечение, которое перестало функционировать; 4. Сложности из-за обновлений лицензионных версий уже используемого зарубежного ПО; 5. Трудности с приобретением иностранного оборудования; Но даже не смотря на сложности, большинство представителей авиастроительной отрасли в России продолжают использовать зарубежные системы. К примеру, среди клиентских операционных систем до сих пор лидирует MS Windows. А самые популярные СУБД – WS SQL Server, MS Access и Oracle. Тем не менее, активно ведётся работа по созданию и внедрению на производства отечественных аналогов: OpenSky-3, Кобра-2, АИС УАБ, Компас-3, iFlightDoc, НАДЖЕТ и другие. Среди операционных систем наиболее популярными стали Astra Linux, Альт, РЕД ОС и ROSA. На данный момент самая защищённая отечественная ОС на рынке - Astra Linux Special Edition. Она полностью соответствует всем требованиям регуляторов до 1 уровня доверия и 1 класса защиты информации 7 включительно. Поэтому данная операционная система уже внедряется во многие предприятия государственного сектора, включая авиастроительные. Но специалисты, работающие в области автоматизации, отмечают ряд пунктов, по которым отечественное программное обеспечение проигрывает привычному зарубежному. Особое внимание уделяется так называемой экосистеме смежных продуктов. Например, у Microsoft выстроен целый ряд дополнительных продуктов вокруг их операционной системы: централизованное управление, служба каталога, мониторинг, доставка софта и многое другое. Что касается отечественных разработчиков, они только начали осваивать это направление. Также в российских разработках в качестве большой проблемы отмечается нестабильная работа программ, которые не поддерживаются новыми системами. Например, тот же MS Office, который на данный момент является самым удобным программным пакетом и не имеет аналогов, может выдавать различные ошибки при попытках запустить его на РЕД ОС, даже если прибегнуть к виртуализации. Ещё один момент, на котором необходимо заострить внимание – состояние российских дистрибутивов. Например, состояние дистрибутивов Linux не соответствует современным мировым стандартном в полной мере. Следующая проблема – низкий уровень интеграции отечественных цифровых сервисов между собой. Этот аспект значительно усложняет работу систем на авиастроительных предприятиях, оказывая непосредственное влияние на все производственные процессы. Нельзя не отметить, что деятельность российских разработчиков программных продуктов по внедрению и развитию новых решений – необходимый шаг, который имеет перспективы дать отличный результат. Например, в системах конечно-элементного расчёта есть очень достойные отечественные продукты, которые имеют огромный потенциал: АСКОН и TFlex, а в сфере программных решений, предназначенных для разработки и моделирования технических объектов, активно применяются «Универсальный механизм», «Симантек» (SiminTech) и Fidesys. 8 4. Перспективные направления отраслевой промышленной политики по разработке и использованию АСУ в авиастроении В сложившихся условиях разработка и усовершенствование отечественных АСУ является одним из наиболее перспективных путей развития авиастроительной области в России. Повышение уровня российских АСУ в сфере авиастроения проходит, как комплексная работа по двум основным направлениям: расширение функционала АСУ и интеграция новых продуктов на предприятиях. Расширение функционала АСУ основывается на потребностях автоматизации процессов авиастроительных производств. Самый лучший способ в данном случае – постоянное сотрудничество предприятий авиастроения с организациями, которые занимаются разработкой специализированного программного обеспечения. Если разработчики будут знать ситуацию на предприятиях, актуальные потребности заказчиков, они смогут быстро и эффективно находить решения для совершенствования и модернизации ПО под конкретные нужды. Что касается интеграции программных продуктов на предприятия, это всегда довольно сложный процесс, который требует участия всех сторон. Разработчики должны предоставить программное обеспечение, которое вызовет минимум сложностей при внедрении его на предприятие. А заказчик обязан предпринять все меры для того, чтобы новый продукт как можно быстрее прижился и начал в полной мере осуществлять свою функцию: изучение всех особенностей нового ПО и способов работы с ним, инструктаж работников, контроль безопасности. Выделяется ряд мероприятий, которые повышают уровень интеграции между отечественными программными продуктами и содействуют улучшению функционала АСУ на авиастроительных предприятиях: 1. Выстраивание взаимодействия разработчиков программного обеспечения друг с другом. Об интеграции программного продукта необходимо думать уже на этапе его разработки. И если организации, 9 занимающиеся разработкой программных продуктов (особенно, если речь идёт о специализированном ПО), будут поддерживать связь между собой, они будут иметь представление о том, как сделать свои продукты наиболее совместимыми. Именно поэтому сейчас активно выстраивается государственная политика в сфере цифрового развития, которая поощряет взаимодействие компаний-разработчиков ПО. 2. Налаживание межотраслевых связей. Отрасль авиастроения взаимосвязана с целым рядом предприятий и организаций других разнообразных отраслей. Поэтому программное обеспечение должно учитывать особенности, которые обусловлены наличием этих межотраслевых связей. 3. Повышение квалификации или подготовка новых специализированных кадров. Без высококвалифицированного персонала невозможно внедрение и развитие новых систем. И в некоторых случая специализация таких кадров может быть довольно узконаправленная, поэтому общих представлений будет недостаточно. Важно осуществлять программы по подготовке специализированных кадров, ориентированных на конкретную сферу. 4. Использование опыта зарубежных предприятий. Даже если мы придём к полному отказу от иностранных программных продуктов, это не значит, что стоит отрицать весь их опыт и предлагаемые траектории развития. Даже наоборот: для создания конкурентноспособных продуктов необходимо анализировать более успешных конкурентов, следить за последними тенденциями. 5. Информатизация информационные технологии экономики, со долгосрочные стороны заказы государства. на Развитие информационных технологий возможно только, если на это есть стимул: новые заказы, долгосрочные перспективы работы, поддержка новых идей развития. Если государственные предприятия начнут массово переходить на отечественные разработки, они создадут стимул для работы в этом 10 направлении. Это обеспечит все условия для быстрого роста и совершенствования российских разработок. И со временем у них есть все шансы дойти до уровня, который будет полностью закрывать все потребности конкретного производства. А это замотивирует частные компании перейти на новые отечественные технологии. Комплексная реализация всех этих пунктов будет способствовать повышению качества отечественных программных продуктов, стимулировать их постоянное развитие. Это позволит сделать огромный скачок в развитии АСУ в области авиастроения. 5. Пример внедрения АСУ на авиастроительное предприятие Рассмотрим внедрение АСУ на авиастроительное предприятие на примере Улан-Удэнского авиационного завода. 5.1 Ситуация до внедрения АСУ Завод работает с 1939 года. Сейчас он выпускает вертолёты серии МИ – 8/17. Продукция «У-УАЗ» поставляется коммерческим и государственным заказчикам России и других стран. Количество произведённых на заводе единиц авиатехники – около 10 тысяч. «У-УАЗ» осуществляет полный цикл производства, включая изготовление комплектующих из композиционных материалов. Предприятие имеет летно-испытательный комплекс, в который входит аэродром со взлётной полосой. Также «У-УАЗ» производит не только готовую продукцию, но и агрегаты и запасные части. Завод участвует в кооперационных программах, проводит сервисное обслуживание выпускаемой им техники, осуществляет обучение и переподготовку инженерно-технического персонала на базе собственного сертифицированного учебного центра. В рамках завода функционируют 188 цеховых складских площадок, на которых осуществляется хранение различных материально-технических ресурсов и выполняются процессы их обработки. 11 Основанием для начала проекта по внедрению на предприятие АСУ стало отсутствие общего подхода к управлению складами и автоматизации процессов складского хозяйства. 5.2 Цели проекта Данный проект имел следующие цели: 1. Автоматизация бизнес-процессов производственных складов на базе уже имеющегося программного продукта; 2. Отказ от используемых разрозненных систем и создание автоматизированной системы для хранения и обработки информации; 3. Обеспечить оперативное получение достоверной и детальной информации об отгрузках, поставках, остатках на складах; 4. Снижение трудовых затрат по работе с информацией; 5. Обеспечение коммуникации и кооперации подразделений производства; Задачи, поставленные перед проектной командой: 1. Систематизировать и структурировать требования к существующим процессам управления складским хозяйством для их автоматизации; 2. Разработать регламенты выполнения процессов управления складским хозяйством с использованием АСУ; 3. Разработать архитектуру АСУ; 4. Адаптировать, доработать и настроить программный продукт для реализации функционала АСУ; 5. Обеспечить корректный ввод исходных данных на дату запуска АСУ в эксплуатацию; 6. Обучить персонал для осуществления правильной эксплуатации и администрирования АСУ; 7. Организовать наблюдение и сопровождение эксплуатации АСУ; 5.3 Описание проекта В ходе выполнения проекта были затронуты 13 складов, которые функционировали в рамках предприятия. Исполнителем были осуществлены следующие работы: 12 1. Проведён осмотр предприятия, зафиксированы требования заказчика; 2. Выполнена разработка макета системы, а также схема её использования; 3. Разработаны инструкции по работе с АСУ, проведено обучение персонала; 4. Проведена опытно-промышленная эксплуатация следующих типов складов: «Инструмент», «Нормали», «ПКИ», «Материалы», «Оснастка», «ПКИ и Нормали», «Хоз. кладовая», «Детали», «Комплектующие»; 5. Полное внедрение АСУ и заключение договора о технической поддержке системы; В ходе осуществления проекта была интегрирована АСУ СХП с АС «Управление НСИ», в качестве которой было использовано решение «1C:MDM». А также АС «Управление закупками», реализованная на базе продукта «1C:ERP». В качестве интеграционного решения использовалось «RabbitMQ», которое обеспечило взаимодействие всех интегрируемых приложений в одном центре, объединяя источники информации и осуществляя централизованный обмен данными между информационными системами. На территориях складов было установлено новое сетевое оборудование и проложено более 14 километров локальных вычислительных сетей для подготовки автоматизированных рабочих мест. В итоге было оборудовано более 50 дополнительных автоматизированных рабочих мест. Для реализации целей проекта были закуплены и подключены сканеры штрихкодов, считыватели пропусков, принтеры этикеток. Для каждого из складов, которые входили в проект, были разработаны и автоматизированы бизнес-процессы, учитывающие их особенности. При этом не мешающие и не противоречащие остальной работе предприятия. Кроме проекта автоматизации была необходимость в решении инфраструктурных вопросов, связанных с прокладыванием сетей и оснащением каждого склада, учитывая масштабы производства и требования безопасности. Также был разработан и внедрён функционал 13 по интеграции с системой производственного учёта и формированию потребностей материальнотехнического обеспечения. Благодаря автоматизации движение материально-технических ресурсов и остатки на складах отображаются в системе в режиме реального времени, что упрощает контроль. Значительно увеличилась скорость получения информации о необходимых к производству материально-технических ресурсах, что играет значительную роль в организации бесперебойного производственного процесса. Автоматизированы 300 стационарных рабочих мест. Запущен в работу проект по тиражированию системы, в котором будут задействованы ещё 162 склада предприятия. 5.4 Результаты проекта По результатам наблюдений после внедрения автоматизированной системы управления было выявлено снижение объёма материальных запасов на 52%. Также на 10% сокращены операционные и административные расходы. Оборачиваемость складских запасов выросла на 18%. Сокращение трудозатрат в различных подразделениях составило 10%. Также выявлено сокращение длительности простоев оборудования на 10%. Обработка заказов ускорилась на 47%. А получение управленческой отчётности происходит на 96% быстрее. Данные показатели дают понять, что внедрение АСУ положительно сказалось на показателях предприятия. Следовательно, целесообразно продолжать развивать и внедрять этот проект для получения ещё более значительных результатов. Внедрение системы прошло успешно, и был заключен договор с компанией-исполнителем на её обслуживание. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Автоматизированные системы управления сейчас являются одним из самых востребованных решений для различных предприятий. Благодаря их внедрению можно оптимизировать бизнес-процессы и вывести производство на новый уровень. 14 Конечно, существуют некоторые трудности в разработке и внедрении АСУ на современные российские предприятия. Они связаны с сложностью проводимых работ, нехваткой техники и программного обеспечения, необходимостью нанимать новые кадры для работы с системой или обучать старые. Но не смотря на это, внедрение автоматизированной системы управления несёт в себе ряд значительных преимуществ. Что касается авиастроительных предприятий, опыт внедрения АСУ на Улан-Удэнский авиационный завод, который был приведён в качестве примера, показал, что такие проекты необходимо реализовывать. Они способствуют увеличению оборачиваемости, уменьшению расходов и трудозатрат, ускорению работы производства. Если продолжать развивать автоматизированные системы управления в этой сфере, российское авиастроение в ближайшее время выйдет на новый уровень и составит достойную конкуренцию зарубежным производствам. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Высиканцев А.П., Калачанов В.Д., Ефимова Н.С., Новиков А.Н. Формирование отраслевой промышленной политики с учётом использования автоматизированных систем управления в авиастроении// Инновации и инвестиции. 2023. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/formirovanieotraslevoy-promyshlennoy-politiki-s-uchetom-ispolzovaniya-avtomatizirovannyhsistem-upravleniya-v-aviastroenii/viewer (дата обращения: 24.02.2024). 2. Грачёва Инна Анатольевна Автоматизация функционального направления "Складское хозяйство" и процессов материально-технического обеспечения на базе решения "1С:ERP Управление предприятием 2" для "Улан-Уденского авиационного решения». URL: 2020. завода" // Справочник «Внедрённые https://1c.ru/solutions/public/details/1075801 (дата обращения: 24.02.2024). 3. I. V. Koverninskii, A. V. Kan, V. B. Volkov, Yu. S. Popov, N. K. Gorelits, Practical experience of software and system engineering approaches 15 in requirements management for software development in aviation industry // Труды ИСП РАН. 2016. №28 (2). URL: https://www.mathnet.ru/rus/tisp27 (дата обращения: 24.02.2024). 4. N. K. Gorelits, A. S. Gukova, D. V. Krasnoschekov, Analysis of Russian software supporting onboard systems development lifecycle in context of import substitution policy // Труды ИСП РАН. 2020. №32 (2). URL: https://www.mathnet.ru/rus/tisp396 (дата обращения: 22.04.2023). 5. Агнаев О.В. Отзыв о проекте «Внедрение автоматизированной системы управления складским хозяйством предприятия» // Акционерное общество «Улан-Удэнский авиационный завод». 2020. URL: https://1c.ru/solutions/public/details/1075801#responsesInClientInfo_4421-1 (дата обращения: 24.02.2024). 16
