ГОСТ Р 60.0.7.2-2020 Роботы и робототехнические устройства. Технология математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла

     6 Применение информационных технологий поддержки на всех этапах жизненного цикла БЭ РТК

6.1 Моделирование на этапе маркетинга и изучения рынка

При проведении маркетинговых исследований следует определить:

- в разработке каких именно БЭ РТК (с какими характеристиками, при каких параметрах внешних дестабилизирующих воздействий) сегодня нуждается промышленность;

- какие на сегодняшний день в мире существуют аналоги разрабатываемых БЭ РТК.

На этом этапе следует провести моделирование БЭ РТК при всех внешних дестабилизирующих воздействиях. Изучив потребности рынка в БЭ РТК, необходимо сопоставить требуемые характеристики БЭ РТК и характеристики аналогов. Для этого следует взять за основу техническую документацию на аналогичный компонент, построить его КРР и на ее основе создать электронную модель БЭ РТК аналога. Далее, используя эту модель, провести испытания на воздействие дестабилизирующих факторов. Полученные характеристики следует сравнить с максимально допустимыми по техническим условиям на БЭ РТК. Если рассчитанные выходные характеристики находятся в пределах допустимых, то допускается переходить к проектированию БЭ РТК. Если нет, то следует подбирать другие аналоги, либо существенно менять схему и конструкцию, либо создавать принципиально новые схему и конструкцию БЭ РТК. Но в любом случае наиболее оптимальное решение может быть принято только на основе результатов моделирования БЭ РТК на все ВВФ.

6.2 Моделирование на этапах проектирования, разработки и производства БЭ РТК

Индивидуальное, а тем более кооперативное проектирование и производство БЭ РТК может быть эффективным в случае, если оно базируется на основе единой информационной модели БЭ РТК или электронной модели БЭ РТК (ЭМ БЭ РТК). Разрабатываемая на данной стадии ЖЦ конструкторско-технологическая информационная модель также базируется на использовании стандартов на системы автоматизации производства и их интеграцию. Созданная однажды модель БЭ РТК используется многократно при всех ВВФ. В нее вносят дополнения и изменения, она служит отправной точкой при модернизации БЭ РТК. Модель БЭ РТК при всех ВВФ в соответствии с этим стандартом включает: концептуальное решение, структуру и состав БЭ РТК (конфигурацию), геометрические данные (3D-модели БЭ РТК и его составляющих), технологии сборки, проектные расчеты, данные об изменениях, согласованиях и утверждениях и др.

Стандартный способ представления проектных и конструкторско-технологических данных позволяет решить проблему обмена информацией между различными подразделениями предприятия, а также с участниками кооперации. Использование международных стандартов обеспечивает корректную интерпретацию хранимой информации, возможность оперативной передачи функций одного подрядчика другому, который, в свою очередь, может воспользоваться результатами уже проделанной работы. Это особенно важно для БЭ РТК с длительным ЖЦ, когда необходимо обеспечить преемственность информационной поддержки БЭ РТК, независимо от складывающейся рыночной или политической ситуации.

6.3 Моделирование ЖЦ БЭ РТК и выполняемых бизнес-процессов на этапе планирования и разработки процессов

Данный этап - это первый и очень существенный шаг к повышению эффективности организационной структуры, поддерживающей одну или несколько стадий ЖЦ БЭ РТК, - моделирование и анализ ее функционирования. Цель бизнес-анализа - выявить существующее взаимодействие между составными частями и оценить его рациональность и эффективность. Для этого с использованием ИТП ЖЦ разрабатывают функциональные модели БЭ РТК, содержащие детальное описание выполняемых процессов в их взаимосвязи. Формат описания регламентирован стандартами IDEF и стандартами на системы автоматизации производства и их интеграцию. Полученная функциональная модель не только является детальным описанием выполняемых процессов, но также позволяет решать целый ряд задач, связанных с оптимизацией, оценкой и распределением затрат, оценкой функциональной производительности, загрузки и сбалансированности составных частей, то есть вопросов анализа и реинжиниринга бизнес-процессов.

Методы функционального моделирования с успехом могут быть использованы при создании систем обеспечения качества БЭ РТК при всех внешних дестабилизирующих воздействиях. В этом случае функциональная модель описывает функции системы обеспечения качества БЭ РТК, регламентированные стандартами системы менеджмента качества, т.е. сеть процессов обеспечения качества БЭ РТК и их интерфейсы, связанные с ними обязанности, полномочия, процедуры и ресурсы, распределение обязанностей и полномочий подразделений и персонала предприятия. Разработанная функциональная модель позволяет выявить логические ошибки, допущенные при построении системы обеспечения качества, уточнить распределение полномочий и ответственности, автоматически генерировать отчетные документы по структуре системы. Для моделирования системы качества также используются информационные модели, регламентированные стандартами на системы автоматизации производства и их интеграцию и методологией IDEF1X.

6.4 Моделирование БЭ РТК на этапе закупки

Исходя из конструкторской документации, определяется состав материалов, комплектующих и элементной базы, которые необходимо закупить для производства БЭ РТК. Необходимо решить оптимизационную задачу на основе критериев стоимости и качества. А это требует привлечения аппарата моделирования БЭ РТК на все ВВФ.

6.5 Моделирование БЭ РТК на этапе упаковки и хранения

В процессе транспортирования БЭ РТК может подвергаться воздействию ряда внешних дестабилизирующих факторов - климатических, механических и др. Поэтому необходимо, чтобы упаковка осуществлялась в соответствии с параметрами внешних дестабилизирующих воздействий. Например, если речь идет о воздействии вибрации, то при упаковке используют пеноматериалы. Чтобы выбрать материал и способ упаковки, следует осуществить моделирование БЭ РТК при всех ВВФ в условиях транспортирования. Для этого снова используют ЭМ БЭ РТК, созданную на этапе проектирования. Кроме того, в процессе хранения БЭ РТК на складе на нее действуют повышенная (пониженная) температура, повышенная (пониженная) влажность, что также следует учесть на основе ЭМ БЭ РТК.

6.6 Моделирование БЭ РТК на этапе реализации

Реализация БЭ РТК подразумевает поставку заказчику. Если условия эксплуатации заказчика жесткие и предполагают воздействие внешних дестабилизирующих факторов, то необходимо предварительно проверить, будет ли БЭ РТК выполнять стабильно свои функции в этих условиях. Поставка БЭ РТК в соответствии с принципами ИТП ЖЦ предполагает одновременную поставку ЭМ БЭ РТК заказчику. В таком случае заказчик может провести виртуальные испытания БЭ РТК при всех ВВФ и принять решение: либо приобрести БЭ РТК без доработок, либо применить дополнительные средства защиты, либо предложить внести некоторые изменения в схему и конструкцию, либо отказаться от приобретения.

6.7 Моделирование БЭ РТК на этапе установки и ввода в эксплуатацию

На данном этапе необходимо удостовериться, что характеристики, заявленные разработчиком БЭ РТК, соответствуют реальным значениям, то есть необходимо проверить степень расхождения между результатами виртуальных испытаний по ЭМ БЭ РТК при всех ВВФ и результатами испытаний в реальных условиях эксплуатации. Если расхождения между результатами виртуальных испытаний по ЭМ БЭ РТК при всех ВВФ и результатами испытаний в реальных условиях эксплуатации существенные, то необходимо привлекать разработчика с тем, чтобы принять решение о дальнейших действиях: либо о доработке ЭМ БЭ РТК и самих БЭ РТК, либо о расторжении контракта на приобретение БЭ РТК.

6.8 Моделирование БЭ РТК на этапе технической поддержки и обслуживания

В процессе обслуживания БЭ РТК могут возникнуть проблемы, связанные с нарушением функционирования БЭ РТК и даже с отказом. Необходимо определить причину нарушения функционирования БЭ РТК и возможного отказа, причем с помощью ЭМ БЭ РТК определить конкретные узлы, из-за которых возникли проблемы. При этом необходимо определить, с чем связаны возникшие проблемы: либо с нарушением условий эксплуатации, либо с ошибками в схеме и конструкции.

6.9 Моделирование на этапе эксплуатации БЭ РТК

Объемы разрабатываемой документации для сложных наукоемких БЭ РТК очень велики. Поэтому традиционное бумажное документирование сложных БЭ РТК требует огромных затрат на поддержку архивов, корректировку документации, а также снижает эксплуатационную привлекательность и конкурентоспособность БЭ РТК.

Решение проблемы заключается в переводе эксплуатационной документации на БЭ РТК в электронный вид. При этом комплект электронной эксплуатационной документации - интерактивные электронные технические руководства, электронные справочники, инструкции, руководства и др. - следует рассматривать как составную часть ЭМ БЭ РТК. Электронную документацию допускается поставлять на электронных носителях (например, на компакт-дисках) или размещать в глобальной сети Интернет. Стандартизация гарантирует применимость такой электронной документации на любых компьютерных платформах.

Эксплуатационная документация может содержать информацию различных типов в соответствии со стандартами для графической, текстовой и мультимедийной информации.

В электронный вид может быть преобразована эксплуатационная документация, созданная ранее без использования компьютерных систем. Для БЭ РТК, уже находящихся в эксплуатации длительный период и спроектированных традиционными методами, задача создания электронной поддержки ЖЦ не менее актуальна.

6.10 Моделирование БЭ РТК на этапе утилизации

Утилизация также может потребовать моделирования с помощью ЭМ БЭ РТК. Необходимо определить, насколько выработан ресурс БЭ РТК в процессе эксплуатации. От этого зависит, как поступить с БЭ РТК после вывода из эксплуатации: продолжать использование БЭ РТК в более мягких условиях или прекратить использовать и демонтировать. Если моделирование по ЭМ БЭ РТК показывает, что остаточный ресурс позволяет еще эксплуатировать БЭ РТК в более мягких условиях, то срок службы БЭ РТК может быть продлен в мягких условиях эксплуатации. Если ресурс выработан окончательно, то необходимо демонтировать БЭ РТК.