090303 ВКР ЗПИС пример. Министерство просвещения российской федерации федеральное государственное бюджетное
 Скачать 5.94 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. АКМУЛЛЫ» ИНСТИТУТ ФИЗИКИ, МАТЕМАТИКИ, ЦИФРОВЫХ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ Кафедра информационных технологий Направление 09.03.03 Прикладная информатика, направленность (профиль) Прикладная информатика в менеджменте Курс 4 ФИО «ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ УЧЕТА ДЕТАЛЕЙ ИНЖЕНЕРНОГО КОМПЛЕКСА ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Руководитель: к.п.н. Титова Л.Н. Уфа 2022 СОДЕРЖАНИЕ 1.1Описание предприятия и структурного подразделения 6 1.2Организационная структура ИПК 8 1.3Описание процессов ИПК КАК ЕСТЬ 10 1.4Анализ существующих разработок 17 1.5Обоснование необходимости разработки 18 1.6Этапы разработки информационной системы 18 ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ СТРУКТУРНОГО ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ИПК 22 2.1 Схема процессов «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ» 22 2.2Структурно-функциональная диаграмма 25 2.3Характеристика входной информации, первичных документов, нормативно-справочной документации, результатной информации 25 2.4Информационная модель и ее описание 27 2.5Эффективность работы производства 28 3.1Выбор языка программирования / пакета прикладных программ / средств разработки 31 3.2Иерархия функций управления и обработки данных, дерево функций и сценарий диалога 36 3.3Дерево программных модулей, блок-схемы алгоритмов 39 3.4Разработка информационный системы для учета деталей инженерного комплекса ПАО «ОДК – УМПО» 40 ВВЕДЕНИЕ В данной выпускной квалификационной работе будет раскрыта тема разработка программного продукта, а именно «Информационная система для организации учет деталей инженерного комплекса ПАО «ОДК – УМПО». Актуальность выпускной квалификационной работы связана с тем, что на всех предприятиях ведется учет по запуску изготовления и выпуску готовой продукции. Производственный процесс — это совокупность действий работников, в результате которых сырье, материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, поступающие на предприятие, превращаются в готовую продукцию в заданном количестве и в определенные сроки. В результате производственного процесса происходит передача материалов, сырья, заготовок и прочего, их комплектация и преобразование, осуществляется труд работниками за определенное время. Учет деталей определяется системой сбора, регистрации, обобщения и анализа информации о производственном процессе предприятия и их влиянии на выполнение плана. В настоящее время существуют такие производства, которые изготавливают большое количество деталей в партиях, для правильного и удобного функционирования производственного процесса необходимо грамотная система учета деталей. В связи с этим автоматизированная система для организации учета деталей на каждом технологическом процессе, является актуальной проблемой. Целью выпускной квалификационной работы является повышение эффективности организации учета деталей инженерного комплекса ПАО «ОДК-УМПО» за счет разработки автоматизированной системы. Для достижения цели выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи: провести анализ существующих разработок и обосновать необходимости разработки; сформулировать этапы разработки информационной системы; cпроектировать и разработать информационную систему для структурного подразделения ипк; провести инфологическое проектирование базы данных и моделирование информационной системы; выполнить тестирование продаваемого продукта. Объектом исследования является организация работы инженерно–производственного комплекса (далее – ИПК). Предметом исследования является создание автоматизированной информационной системы организации учета деталей инженерного комплекса. Научной новизной, является предложенная новая информационная система для организации учета деталей инженерного комплекса, которая позволит: вести учет деталей; рассчитывать нормы времени; выявлять отклонения от норм; выявлять участки с низкой производительной способностью; периоды простоя; контролировать партии деталей по операциям и по участкам, благодаря этому решится проблема потери и нехватки деталей в партиях; вести учет и отслеживание этапов выполнения плана и другое. Достижения цели разработки автоматизированной системы для организации учета деталей инженерного комплекса ПАО «ОДК-УМПО» приведет к удобству работы производства. Методы исследования, используемые в выпускной квалификационной работе следующие: метод анализа и синтеза, метод компьютерного и графического моделирования. Для разработки модели предметной области использовались методы анализа и синтеза такие, как, определение задач, действий для реализации задач и определение технологий выполнения задач. При разработке ИС использовалось SQL Server и Embarcadero RAD Studio. Разработанная информационная система позволит автоматизировать систему для организации учета деталей, также межцеховой учет и подсчет нормы времени по операциям. Глава 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ПАО «ОДК – УМПО» (ИПК) Описание предприятия и структурного подразделения ПАО «ОДК–Уфимское моторостроительное производственное объединение» (далее – ПАО «ОДК–УМПО») – крупнейшее в России двигателестроительное предприятие, осуществляющее разработку, производство и послепродажное обслуживание газотурбинных двигателей для военной авиации. Основными видами деятельности предприятия являются разработка, производство, сервисное обслуживание и ремонт газотурбинных авиационных двигателей, производство и ремонт узлов вертолетной техники, выпуск оборудования для нефтегазовой промышленности. В объединении работают примерно 23 тысяч человек. Выручка предприятия по итогам работы в 2020 году составила 101,6 млрд рублей. ПАО «ОДК-УМПО» имеет филиалы: опытно-конструкторское бюро имени Архипа Люльки (г. Москва) и Лыткаринский машиностроительный завод (г. Лыткарино). Уфимское моторостроительное производственное объединение участвует в кооперации с другими предприятиями ОДК в работе над двигателем ПД-14, а также по выпуску компонентов вертолетных двигателей типа ВК-2500. Продукция ПАО «ОДК-УМПО»: турбореактивные двигатели; узлы вертолетов; газотурбинная энергетика; перспективные изделия; послепродажное обслуживание; (УМПО, 2021). Перспективный Двигатель (далее – ПД-14) — головной двигатель семейство российских перспективных гражданских турбовентиляторных двигателей поколения 5 и 5+, с тягой на взлёте от 9 до 18 тонн. Разработан корпорацией ОДК, и является первым турбовентиляторным двигателем, созданным в современной России. Стоимость разработки оценивается в 70 млрд рублей. Пример двигателя ПД-14 изображен на рисунке 1 (ПД-14, 2021).  Рисунок 1 – Двигатель ПД-14 Турбореактивные двигатели ( далее – ТРД) — воздушно-реактивный двигатель (далее – ВРД), в котором сжатие рабочего тела на входе в камеру сгорания и высокое значение расхода воздуха через двигатель достигается за счёт совместного действия встречного потока воздуха и компрессора, размещённого в тракте ТРД сразу после входного устройства, перед камерой сгорания. Пример турбореактивного двигателя изображен на рисунке 2.  Рисунок 2 – Схема работы турбореактивного двигателя Схема работы ТРД: 1. Забор воздуха 2. Компрессор низкого давления 3. Компрессор высокого давления 4. Камера сгорания 5. Расширение рабочего тела в турбине и сопле 6. Горячая зона 7. Турбина 8. Зона входа первичного воздуха в камеру сгорания 9. Холодная зона 10. Входное устройство.11. Модуль ВВТ. Воздух сжимается лопастями компрессора, смешивается с топливом поступает в камеру сгорания. Горячие выхлопные газы обеспечивают движение вперёд и приводят в действие компрессор (Турбореактивный двигатель, 2021). Разработка деталей для двигателя осуществляется на станках с ручным и программным управлением такие как, токарные, фрезерные, шлифовальные, сварочные, сверлильные. Станок с числовым программным управлением – это оборудование, в котором исполнительный процесс управляется автоматически. Рабочий процесс управляется по заданной программе, приводящий в действие рабочий инструмент станка. Рабочим инструментом может быть шпиндель, сверло, фреза, ролики и т.д. в зависимости от назначения станка. Для работы станков с числовым программным управлением разрабатывается программы. ИПК – инженерно-производственный комплекс, основным видом деятельности которого является производство изделий для модуля ВВТ. ИПК изначально специализировалось на изготовление иголок для шприцов, находилось на второй площадке и не относилось к УМПО. За двенадцать лет производство сильно изменилось. В настоящее время совершенствуется и растет, появляются новые проекты по разработке новых изделий и расширяется деятельность производства. Организационная структура ИПК Организационная структура и описание инженерно-производственного комплекса представлены ниже на рисунке 3.  Рисунок 3 – Организационная структура В ИПК линейная структура управления производством. Во главе каждого подразделения является руководитель, наделённый основными полномочиям и осуществляющий единоличное руководство подчиненными ему работниками и сосредотачивающий в своих руках все функции управления. Его решения, передаваемые по цепочке «сверху вниз» обязательны для выполнения всеми нижестоящими звеньями. Руководитель среднего звена подчинен вышестоящему руководителю. На этой основе создается иерархия руководителей данной системы управления. Отдельные специалисты или подразделения помогают линейному руководителю в сборе и обработке информации, в анализе производственной деятельности, подготовке управленческих решений, контроле за их выполнением, но сами указаний или инструкций не дают. Единоличным руководителем высшего звена является начальник ИПК. В его непосредственном подчинении находится три заместителя: первый заместитель является заместителем начальника по производству, второй заместитель - заместитель начальника по технической части, третий заместитель - главный инженер по проектам. Каждый заместитель начальника ИПК руководит отдельными направлениями. Ему подчиняются руководители среднего звена. В непосредственном подчинении заместителя начальника по производству находится: начальник бюро труда и заработной платы, планово-диспетчерского бюро, заведующий хозяйством, и начальники участков. Соответственно в непосредственном подчинении заместителя начальника по технической части находится главный механик, начальник технического бюро, начальник бюро инструментального хозяйства, начальник бюро технического контроля. Бюро труда и заработной платы (далее – БТиЗ) занимается вопросами организации труда, вопросами сокращения потерь рабочего времени, нормирования технических процессов и работ, применения соответствующих норм и систем заработной платы, соблюдение установленных соотношений между ростом производительности труда и заработной платы. Главный инженер проектов отвечает за разработку новых проектов, строительство и ремонт конструкций. Планово-диспетчерское бюро (далее – ПДБ) – обеспечивает материалом, отвечает за корректировку плана, прием и выдачу заготовок, сдачу деталей. Заведующий хозяйством – обеспечивает необходимыми средствами и канцелярией. Следит за состоянием помещений и принимает меры по своевременному их ремонту, руководит работой по хозяйственному обслуживанию и работой обслуживающего персонала. Начальники участков обеспечивают выполнение выпускаемой продукции согласно номенклатуре и заданного плана. Механик – ответственный за ремонт станков, обеспечение электроэнергией и теплоснабжением. Техническое бюро – обеспечивает техническими процессами и занимается вопросом повышения производительности труда. Бюро технического контроля (далее – БТК) – отвечает за контроль качества продукции. Следит за выполнением каждой операции в предусмотренных технологических режимах, нормах и условий. Бюро инструментального хозяйства (далее – БИХ) – обеспечивает необходимыми инструментами и технологическими оснастками. Описание процессов ИПК КАК ЕСТЬ Модуль ВВТ – Модуль воздухо-воздушного теплообменника, предназначен для охлаждения узлов турбины. ИПК изготавливают, формируют и варят детали на станках с числовым программным управлением. Осуществляют метрологический метод контроля по принципу триангуляции, осуществляется проецирование интерференционные полосы на поверхность объекта и считывают отраженный свет камерой. С помощью CASE-средства BPwin на рисунке 4 представлена функциональная модель деятельности ИПК.  Рисунок 4 – Контекстная диаграмма Входной информацией является план, заготовки, материал, новое изделие, которая должна быть использована для реализации всех этапов работы производства. План на месяц разрабатывается в администрации бытовой части (АБЧ) и отправляется по программе. Материал поставляется с складов предприятия и заготовки с другого цеха. Новые изделия разрабатываются в конструкторском бюро и изображаются в чертежах. Для управления процессами являются устав ПАО «ОДК–УМПО», стандарты предприятия и организации (далее – СТП, СТО), приказы и чертежи. Механизмом исполнения, обеспечивающие выполнения действий, то есть ресурсы с помощью которых осуществляются запланированные действия являются: сотрудники, оборудование, оргтехника, программные обеспечения, измерительные приборы. Выходными результатами, выполнения запланированных следующих этапов работы производства, являются: детали в цех смежник, сопроводительная документация, подтверждение плана, отчеты. На рисунке 5 представлена декомпозиция взаимодействия участков и различных бюро.  Рисунок 5 – Основные этапы работы производства На рисунке 6 представлена декомпозиция работы планово- диспетчерского бюро (далее – ПДБ). После поступления плана на месяц, план рассматривается и корректируется, то есть подсчитывается и распределяется для рабочих участков на каждый день и неделю, также подсчитываются и определяются сроки сдачи деталей в цех смежник. При приемке заготовки и материал подсчитываются, затем основываясь на корректированный план за месяц выписывается сопроводительная документация и выдаются детали в участок.  Рисунок 6 – Этапы работ планово-диспетчерского бюро Итогом работ планово-диспетчерского бюро является: корректировка плана, отчеты, подтверждение плана, детали в цех смежник. На рисунке 7 представлена декомпозиция работы участков. Рабочие участков, получившие план работы и детали с материалом обязаны с технологом и контролером пройти аттестацию рабочего места, если необходимо установить эталон первой годной детали с партии. Следующим этапом является изготовление деталей, затем заполнение сопроводительного документа и сдача деталей на проверку.  Рисунок 7 – Этапы работ участков Итогом работ участков является, сдача годных деталей на контроль. На рисунке 8 представлена декомпозиция работы технического бюро.  Рисунок 8 – Этапы работы технического бюро Для разработки технологий новых изделий, тех. бюро рассматривают чертежи нового изделия и разрабатывают: технологии, операционные и сопроводительные карты. Итогом работы является рассмотрение чертежа нового изделия, разработка технологий, операционных, сопроводительных карт и аттестация рабочего места. На рисунке 9 представлена декомпозиция работы бюро технического контроля. Бюро технического контроля рассматривает разработанные технологом операционные карты, карты контроля и проверяет правильность заполнения сопроводительного документа после производится аттестация рабочего места. Разработанные детали подаются на контроль для проверки контролем партии деталей на годность, следующий этап заполнение документов и передача деталей в ПДБ для дальнейшей сдачи в цех смежник. Итогом работы БТК является: аттестация рабочего места, проверка деталей, подача деталей на сдачу, заполнение и закрытие сопроводительной документации, отчеты.  Рисунок 9 – Этапы работ бюро технического контроля На рисунке 10 представлена структура деятельности ИПК.  Рисунок 10 – Структура деятельности ИПК Проанализировав процессы инженерно-производственного комплекса, были выявлены следующие недостатки и слабые места: Поступления месячного плана. В момент корректировки плана запуск деталей в данное время производится ежемесячно, что не всегда удобно. Поступление плана в планово-диспетчерское бюро. Проблема в составлении и реализации корректировки плана для работы производства. Разработка сопроводительных, операционных карт и карты контроля. При отдельном проектировании технологических карт возможно неправильное заложение в базу операций. В итоге результатом является несоответствие маршрута операционной карте. Было выявлено отсутствие информационной системы планово-диспетчерского бюро по приемке, выдачи деталей и сопроводительной документации. Анализ процессов предприятия. В результате проведенного анализа были выявлены недостатки и узкие места в схеме процесса производства. Были предложены следующие решения для устранения недостатков: необходимо корректировать план по недельно; план должен поступать не только в планово-диспетчерское бюро, но и на участок, следовательно корректировка плана должна проводится совместно с участком, учитывая различные ситуации такие, как: отпуск, больничный, увольнение в следствии нехватки рабочих; сопроводительные, операционные карты и карты контроля необходимо разрабатывать параллельно для правильного и быстрого получения результата; при выдачи большого числа заготовок, метала и сырья для обработки деталей и дальнейшей сдачи уже готовых деталей цеху смежнику не всегда удобно вести учет партии деталей, возможно потеря партии и на поиски тратится время. Также возможна из крупных партий потеря мелких деталей, в итоге в определенной партии больше деталей, а в другой меньше, не всегда есть время для подсчета деталей на четырех участках; возникает необходимость в уточнение даты сдачи деталей и поднятии документации смежному цеху. Анализ существующих разработок В ходе проведения анализа существующих программных продуктов, были найдены следующе программные продукты: информационная система для машиностроительного предприятия TechnologiCS v4, позволяет решить аналогичные проблемы. Система TechnologiCS представлена на российском рынке с весны 2001 года, построена на одной идее. Работа всех основных служб машиностроительного предприятия такие как: конструкторов, технологов, нормировщиков и т.д. Функциональные возможности, относящиеся к разным видам деятельности предприятия, связанной с подготовкой и управлением производством, нормативно-технической, конструкторской и технологической информации (TechnologiCS v4, 2021); мой склад – программный продукт учета производства, контролирует все процессы производства, такие как: закупки, приемка сырья, производство и реализации продукции (Система «Мой склад», 2021); программа производство, склад и торговля, осуществляет учет на производстве. Ведет учет рабочего времени и выплат заработной платы. Быстро настраивается под определенные требования пользователя (Программа «Склад и торговля», 2021); Склад производства версия 3.0, ведет учет производства готовой продукции и расходы сырья и материалов. В программе осуществляется выдача сырья по спецификациям. Сырье и материалы распределяете по своему усмотрению (Программа «Склад производства», 2021). Проблема данных программных продуктов состоит в том, что нет узкого взаимодействия рабочих и точного контроля деталей со стороны планово-диспетчерского бюро, то есть контроль деталей с первой операции. Так же необходимо много технических и финансовых ресурсов, из-за чего становится невозможным приобретение и использование вышеперечисленных программ. Обоснование необходимости разработки Исходя из анализов процесса предприятия и сравнения существующих систем для повышения эффективности работы производства мною предложено разработать информационную систему, которая будет осуществлять учет и хранение партии деталей по операциям. Будущий программный продукт решит следующие проблемы: осуществление узкого взаимодействия рабочих и точного контроля деталей со стороны планово-диспетчерского бюро; обработка больших по количеству деталей партии; обработка заготовок и материала; учет сданных деталей в цех смежник; учет деталей и брака; предотвращение потери деталей и партий. Программный продукт реализует, учет партий деталей по операциям и по рабочим, в начале рабочей смены детали будут выдаваться под паролем, а в конце рабочей смены партии будут сдаваться, т.е. будут подсчитаны и зафиксирована выполненная операция, также будет фиксироваться операция сдача. Будущий программный продукт облегчит работу плановику, работнику распределительных работ, кладовщику и диспетчеру. Этапы разработки информационной системы Этапы создания информационной системы (ИС): На начальном этапе создания ИС осуществляется сбор информации, необходимой для приобретения или разработки новой системы. Затем осуществляется моделирование процессов. С помощью модели организации формируются основные требования к информационной системе и объективность в выработке требований к проектированию системы. Множество моделей описания требований к информационной системе преобразуется в систему моделей, описывающих концептуальный проект ИС. Создаются модели архитектуры ИС, требований к программному и информационному обеспечению. Далее формируется архитектура программного и информационного обеспечения, выделяются базы данных и отдельные приложения, затем создаются модели требований к приложениям и реализуется их разработка, тестирование и интеграция. На этапе проектирования формируется модели данных. В качестве исходной информации используются результаты анализа. Полученная в результате анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическуюмодельданных. Далее осуществляется проектирование схемыбазыданных и выполняется проектирование процессов Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. Конечными продуктами этапа проектирования являются: схема базы данных (ER-модель, разработанной на этапе анализа); набор спецификациймодулей системы (они строятся на базе моделей функций). Также на этапе проектирования осуществляется разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы и операционной системы. На этапе реализации осуществляется создание программного обеспечения системы, установка технических средств, разработка эксплуатационной документации (Основные понятия технологии проектирования информационных систем (ИС), 2021). Этап тестирование информационной системы. Выделяются два вида тестирования: автономное и комплексное. Автономное тестирование определяет тестирование отдельных программных модулей, из которых состоит программный комплекс. При комплексном тестировании происходит проверка всего программного комплекса. В процессе тестирования выбираются исходные данные, для которых результат выполнения программы заранее известен. Если в результате тестирования обнаружена ошибка, выполняется процесс отладки тестируемого модуля или программного комплекса. Тестирование и отладка чередуются и завершаются в случае отсутствии ошибок в программном комплексе. Этап создание документации классифицируется по назначению и возможно разделение на несколько групп: описание применения, руководство пользователя, руководство программиста. Этап сопровождение и эксплуатация. В ходе эксплуатации может возникнуть необходимость добавления в программе новых функций, устранение ошибок, обнаруженных в ходе эксплуатации, и т. д. Данные работы с программным комплексом в период его эксплуатации называется сопровождением (Этапы разработки программного обеспечения (ПП), 2021). Выводы по первой главе В первой главе проведен анализ предметной области, для этого были выполнены следующие работы: приведены результаты исследования предприятия и структурного подразделения; показана и растолкована организационная структура инженерно-производственного комплекса; представлены и проанализированы процессы ИПК как есть, также были выявлены недостатки и слабые места; осуществлен анализ существующих разработок и приведены их недостатки; обоснована необходимость разработки и описаны этапы разработки информационной системы. |