Устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования

Предлагаемое устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования предназначено для реализации программно-аппаратными способами алгоритма автоматизированного процесса формирования электронного массива данных для расчета загрузки оборудования и оценку его достоверности на основе комплексного сравнительного анализа соответствия директивных значений трудовых нормативов на выполнение конкретных операций технологического процесса изготовления продукции исходным директивным данным технологических маршрутов по признаку подразделения. Модульный принцип построения и «открытая» архитектура предлагаемого устройства обеспечивают возможность его интеграции в существующие базовые автоматизированные системы, включая подключение, обмен информацией и организацию дополнительных связей за счет использования специализированных пользовательских приложений и API-функций входящих в состав системы устройств и модулей. Предлагаемое устройство может взаимодействовать с одним или несколькими автоматизированными рабочими местами соответствующей иерархии, объединенными общей локальной вычислительной сетью. При необходимости обеспечения взаимодействия устройства с несколькими территориально удаленными объектами вместо локальной вычислительной сети возможно использование сети Интернет. В этом случае связь с устройством осуществляется по внешнему интерфейсу обмена и передачи массивов информации через модули кодирования-декодирования.

Полезная модель относится к информационной технике, в частности, к устройствам автоматизации технико-экономических расчетов, а именно - к устройствам автоматизации систем планирования и подготовки производства.

Из уровня техники известно автоматизированное устройство, формирующее базу трудовых нормативов на выполнение технологических операций, осуществляющее расчет загрузки оборудования и получающее различные формы документов и отчетов. Работа данного устройства совместима с работой системы автоматизации планирования производства «1C Производство» (http://www.1c.ru/rus/products/1c/predpr/). Недостатком данного устройства является отсутствие возможности автоматической проверки соответствия трудовых нормативов исходным директивным данным технологических маршрутов по признаку подразделения (месту выполнения операций - цех, лаборатория и т.п.).

Из уровня техники также известно устройство, позволяющее автоматизировать процесс формирования и хранения различных видов технологической документации, в том числе нормировочной карты, сводных ведомостей по нормам времени, расценкам и др. Указанное устройство интегрировано с модулем проектирования технологических процессов и имеет встроенный редактор форм, разработанный НПП «ИНТЕРМЕХ» (http://www.intermech.ru/techcard.htm). Недостатками данного устройства является отсутствие возможности автоматического расчета загрузки оборудования по имеющимся исходным данным.

Задачей предлагаемой полезной модели является устранение перечисленных выше недостатков и создание устройства для автоматизированного расчета загрузки оборудования с предварительной проверкой достоверности содержащейся в ней информации.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования состоит из модуля хранения данных, по крайней мере, одного автоматизированного рабочего места, модуля сопряжения, модуля формирования массива «Трудоемкость», модуля расчета загрузки оборудования и модуля визуализации, причем группа входов-выходов модуля хранения данных соединена с первой группой входов-выходов модуля сопряжения, группа выходов автоматизированного рабочего места, соединена со второй группой входов модуля сопряжения, третья группа входов-выходов модуля сопряжения соединена с первой группой входов-выходов модуля формирования трудоемкостей, вторая группа выходов модуля формирования трудоемкостей соединена с первой группой входов модуля расчета загрузки оборудования, третья группа выходов модуля формирования трудоемкостей соединена с первой группой входов модуля визуализации, третья группа выходов модуля расчета загрузки оборудования соединена со второй группой входов модуля визуализации, вторая группа входов-выходов модуля расчета загрузки оборудования соединена с четвертой группой входов-выходов модуля сопряжения.

В частном случае устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования дополнительно содержит первый модуль кодирования-декодирования, второй модуль кодирования-декодирования, третий модуль кодирования-декодирования, по крайней мере, один модуль хранения данных, по крайней мере, одно АРМ, причем второй модуль кодирования-декодирования, третий модуль кодирования-декодирования, а также модуль хранения данных и АРМ расположены на значительном расстоянии от первого модуля кодирования-декодирования и модуля сопряжения, при этом первая группа входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования соединена с пятой группой входов-выходов модуля сопряжения, первая группа входов-выходов второго модуля кодирования-декодирования соединена с группой входов-выходов модуля хранения данных, вторая группа входов-выходов второго модуля кодирования-декодирования соединена со второй группой входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования, первая группа входов-выходов третьего модуля кодирования-декодирования соединена с группой входов-выходов автоматизированного рабочего места, вторая группа входов-выходов третьего модуля кодирования-декодирования соединена с третьей группой входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить технологичность устройства за счет автоматизации процессов формирования данных для расчета загрузки оборудования и оценки его достоверности на основе комплексного сравнительного анализа соответствия значений трудовых нормативов на выполнение конкретных операций технологического процесса изготовления продукции исходным директивным данным, в частности, действующим технологическим маршрутам движения деталей и сборочных единиц по производственному циклу. Дополнительно техническое решение позволяет повысить надежность устройства за счет повышения достоверности расчетов уровня загрузки оборудования и снижения вероятности возникновения финансово-экономических рисков в процессе подготовки и планировании сроков выполнения производственной программы.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которой представлена структурная схема одного из вариантов осуществления устройства для автоматизированного расчета загрузки оборудования.

На фиг.1 обозначены:

1 - модуль хранения данных;

2 - автоматизированное рабочее место (АРМ);

3 - модуль сопряжения;

4 - модуль формирования трудоемкостей;

5 - панель ввода данных;

6 - блок формирования трудоемкостей;

7 - блок сравнительной оценки трудовых нормативов;

8 - модуль расчета загрузки оборудования;

9 - панель ввода параметров загрузки оборудования;

10 - блок формирования загрузки оборудования;

11 - блок формирования отчетов по загрузке оборудования;

12 - модуль визуализации;

13 - первый модуль кодирования-декодирования;

14 - второй модуль кодирования-декодирования;

15 - третий модуль кодирования-декодирования.

Устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования (далее устройство) содержит модуль хранения данных 1, автоматизированное рабочее место (АРМ) 2, модуль сопряжения 3, модуль формирования трудоемкости 4, включающий в себя панель ввода данных 5, блок формирования трудоемкости 6 и блок сравнительной оценки трудовых нормативов 7, модуль расчета загрузки оборудования 8, включающий в себя: панель ввода параметров загрузки оборудования 9, блок формирования загрузки оборудования 10 и блок формирования отчетов по загрузке оборудования 11; и модуль визуализации 12, причем группа входов-выходов модуля хранения данных 1 соединена с первой группой входов-выходов модуля сопряжения 3, группа выходов АРМ 2 соединена со второй группой входов модуля сопряжения 3, третья группа входов-выходов модуля сопряжения 3 соединена с первой группой входов-выходов модуля формирования трудоемкостей 4, вторая группа выходов модуля формирования трудоемкостей 4 соединена с первой группой входов модуля расчета загрузки оборудования 8, третья группа выходов модуля формирования трудоемкостей 4 соединена с первой группой входов модуля визуализации 12, третья группа выходов модуля расчета загрузки оборудования 8 соединена со второй группой входов модуля визуализации 12, вторая группа входов-выходов модуля расчета загрузки оборудования 8 соединена с четвертой группой входов-выходов модуля сопряжения 3.

Устройство может дополнительно содержать первый модуль кодирования-декодирования 13, второй модуль кодирования-декодирования 14, третий модуль кодирования-декодирования 15, по крайней мере, один модуль хранения данных 1, по крайней мере, одно АРМ 2, причем второй модуль кодирования-декодирования 14, третий модуль кодирования-декодирования 15, а также модуль хранения данных 1 и АРМ 2 расположены на значительном расстоянии от первого модуля кодирования-декодирования 13 и модуля сопряжения и связи 3, при этом первая группа входов-выходов второго модуля кодирования-декодирования 14 соединена с группой входов-выходов модуля хранения данных 1, вторая группа входов-выходов второго модуля кодирования-декодирования 14 соединена со второй группой входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования 13, первая группа входов-выходов третьего модуля кодирования-декодирования 15 соединена с группой входов-выходов АРМ 2, вторая группа входов-выходов третьего модуля кодирования-декодирования 15 соединена с третьей группой входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования 13, первая группа входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования 13 соединена с пятой группой входов-выходов модуля сопряжения 3.

Модуль хранения данных 1 служит для хранения массивов исходной информации, необходимой для расчета загрузки оборудования, а также хранения результатов окончательных и промежуточных расчетов, выполняемых в процессе работы модулей 4 и 8 устройства.

Массив исходной информации включает в себя данные о производственной программе и соответствующих характеристиках работ, проводимых для ее выполнения, с требуемой степенью дифференциации параметров (шифру позиции узла, детали или сборочной единицы, месту производства работ, номеру операции технологического процесса и соответствующим ей типу оборудования и нормативу времени на ее выполнение,, и пр.), сведения о конструкторском составе изготавливаемой продукции (шифры входящих позиций деталей и сборочных единиц, их количество в единице продукции и пр.), о технологических маршрутах движения деталей и сборочных единиц по производственному циклу их изготовления, справочные данные о структуре предприятия (справочник цехов) и пр.

Хранение исходной информации и результатов окончательных и промежуточных расчетов может осуществляться, например, в виде электронных таблиц формата «ACCESS» и т.п.

АРМ 2 любой иерархии может быть выполнено на базе персонального компьютера. АРМ 2 обеспечивает доступ оператора к пользовательскому интерфейсу, который через модуль сопряжения 3 позволяет осуществлять обмен массивами информации из модуля хранения данных 1 и управление интерфейсами модулей формирования трудоемкостей 4, расчета загрузки оборудования 8 и визуализации 12. При этом в панели ввода исходных данных 5 модуля формирования трудоемкости 4 реализован механизм режима «ручного» ввода-вывода массивов исходной и итоговой информации, в т.ч. и через USB-порт.

Модуль сопряжения 3 осуществляет обмен информацией по внутреннему и внешнему интерфейсу обмена между модулем хранения данных 1, АРМ 2 и их USB-портом, модулем формирования трудоемкостей 4, модулем расчета загрузки оборудования 8 и модулем визуализации 12 и обеспечивает совместимость форматов массивов информации, передаваемых по внешнему и внутреннему интерфейсам обмена.

Модуль формирования трудоемкостей 4 предназначен для преобразования массивов исходной информации, полученной от модуля хранения данных 1 или иных источников в расчетные массивы трудоемкости работ по конкретному виду оборудования, в различных форматах, в т.ч. и обеспечивающих их представление (просмотр и/или печать) на модуле визуализации 12, а также проверку соответствия фактических значений трудовых нормативов, используемых при расчете загрузки оборудования, их директивным значениям.

Модуль формирования трудоемкостей 4, включает в себя панель ввода данных 5, блок формирования трудоемкостей 6 и блок сравнительной оценки трудовых нормативов 7. В предлагаемом устройстве модуль формирования трудоемкостей 4 может быть реализован в составе АРМ любой иерархии, выполненного на базе персонального компьютера.

Панель ввода данных 5 осуществляет ввод-вывод данных и обмен информацией с модулем расчета загрузки оборудования 8, модулем визуализации 12 и переносными носителями информации, а также задает параметры вывода результатов расчетов на модуле визуализации 12 и может быть выполнена в виде клавиатуры любого АРМ 2 (или любого другого устройства ввода-вывода информации), или USB-порта. Панель ввода данных 5 обеспечивает задание оператором параметров вывода результатов всех расчетов, осуществляемых модулями 4 и 8, в требуемые номенклатуру, вид и форму представления.

Блок формирования трудоемкости 6 предназначен для формирования массива «Трудоемкость» как путем преобразования массивов готовой исходной информации, полученной от внешних источников, например удаленных АРМ 2, так и непосредственно через панель ввода данных 5.

Блок сравнительной оценки трудовых нормативов 7 предназначен для осуществления проверки массива «Трудоемкость» на соответствие фактических значений трудовых нормативов их директивным значениям.

Модуль расчета загрузки оборудования 8 предназначен для расчета уровня загрузки оборудования на основе информации о трудоемкости изготовления деталей и сборочных единиц, входящих в состав изготавливаемой продукции, содержащейся в сформированном модулем формирования трудоемкостей 4 массиве «Трудоемкость», и задаваемых при помощи интерфейса панели ввода параметров загрузки оборудования 9 данных об объемах их выпуска в рамках производственной программы. Модуль расчета загрузки оборудования 8 включает в себя панель ввода параметров загрузки оборудования 9, блок формирования массива загрузки оборудования 10 и блок формирования отчетов по загрузки оборудования 11. В предлагаемом устройстве модуль расчета загрузки оборудования 8 может быть реализован в составе АРМ, выполненного на базе компьютера.

Панель ввода параметров загрузки оборудования 9 предназначена для задания данных и алгоритма для расчета уровня загрузки оборудования, вида и номенклатуры отчетов, формируемых блоком формирования отчетов по загрузке оборудования 11.

Блок формирования загрузки оборудования 10 предназначен для расчета уровня загрузки оборудования на основе алгоритма и параметров, настройки панели ввода параметров загрузки оборудования 9 и сформированного модулем формирования трудоемкости 4 массива «Трудоемкость».

Блок формирования отчетов по загрузке оборудования 11 предназначен для преобразования электронных массивов, сформированных элементами 9 и 10 модуля 8 в отчеты различной степени дифференциации и форм представления, а также экспорт итоговой информации в модуль визуализации 12 и модуль хранения данных 1.

Модуль визуализации 12 предназначен для отображения результатов, формируемых модулями 1, 4 и 8 предлагаемого устройства и может быть выполнен в виде стандартного монитора или экрана и интерфейса с элементами управления и программным обеспечением и дополнительно включать в свой состав стандартное устройство вывода на печать.

Модули кодирования-декодирования 13, 14 и 15 представляют собой программные модули шифрования с открытым ключом и обеспечивают защиту передаваемой информации при использовании сетей, например, типа Internet.

Устройство может также включать в себя, по крайней мере, один удаленный модуль хранения данных 1 и, по крайней мере, одно удаленное АРМ 2, расположенные на неограниченном расстоянии, в этом случае устройство дополнительно содержит также первый модуль кодирования-декодирования 13, второй модуль кодирования-декодирования 14 и третий модуль кодирования-декодирования 14. При передаче данных от удаленных модуля хранения данных 1 и АРМ 2 через сеть Internet первый модуль кодирования-декодирования 13 выполняет кодирование-декодирование данных, поступающей на первую и вторую группу входов-выходов модуля сопряжения 3, второй модуль кодирования-декодирования 14 выполняет кодирование-декодирование данных на группе входов-выходов удаленного модуля хранения данных 1, третий модуль кодирования-декодирования 15 выполняет кодирование-декодирование данных на группе входов-выходов удаленного АРМ 2. Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет передачу данных с удаленных модуля хранения данных 1 и АРМ 2 в модуль сопряжения 3 и обратную передачу данных на удаленные модуль хранения данных 1 и АРМ 2 по защищенной линии связи. Использование локальной вычислительной сети или сети Internet позволяет не ограничивать количество рабочих мест.

Необходимые массивы исходной и оперативной информации, используемые при работе устройства, могут быть получены как от собственных модулей, так и от аналогичных модулей, входящих в состав базовой автоматизированной системы. В случае использования информации, хранящейся в базовой автоматизированной системе, обмен информацией между ее элементами и собственными модулями предлагаемого устройства обеспечивается модулем сопряжения 3 через модули кодирования-декодирования 13, 14 и 15 по защищенной линии связи.

Устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования в общем случае работает следующим образом:

Массив исходной информации из модуля хранения данных 1 или внешнего устройства через USB-порт в модуле сопряжения 3 преобразовывают к формату, обеспечивающему его совместимость с массивами информации, передаваемыми по внутреннему интерфейсу обмена, и передают в модуль формирования трудоемкостей 4.

В зависимости от используемых в производстве систем автоматизированного учета и планирования номенклатура входящих в массив исходной информации данных может варьироваться, а сам массив исходной информации может храниться как в виде единого массива информации, включающего в себя всю номенклатуру данных, так и в виде отдельных массивов различных категорий. При этом собственно процесс хранения таких массивов информации может быть реализован как на специально выделенном для этого устройстве, например, - модуле хранения данных 1 предлагаемого устройства (сервере, автономном магнитном накопителе и т.п.), так и на жестких дисках персональных компьютеров, например, из состава АРМ 2 предлагаемого устройства.

Блок формирования трудоемкостей 6 формирует текущий массив «Трудоемкость» по всей номенклатуре деталей и сборочных единиц, который поступает в блок сравнительной оценки трудовых нормативов 7, где производится проверка соответствия трудовых нормативов исходным данным. Оценка достоверности осуществляется на основании результатов сравнительного анализа по степени соответствия содержащихся в массиве «Трудоемкость» текущих значений трудовых нормативов их исходным значениям и технологическим маршрутам по признаку подразделения - месту выполнения операций технологического процесса.

Результаты такого сравнительного анализа обеспечивают возможность снижения рисков и возникновения непроизводительных потерь при осуществлении производственно-экономической деятельности предприятия.

После этого массив «Трудоемкость» и результаты его проверки через модуль сопряжения 3 как резервную копию экспортируют в модуль хранения данных 1. В случае положительных результатов проверки, массив «Трудоемкость» из модуля хранения данных 1 через модуль сопряжения 3 поступает на вход модуля расчета загрузки оборудования 8, обрабатывается в соответствии с параметрами расчета загрузки оборудования 9.

Далее массивы расчетной информации, сформированные блоком формирования трудоемкостей 6 и блоком формирования загрузки оборудования 10 через модуль сопряжения 3 экспортируют в модуль хранения данных 1.

Блок формирования отчетов по загрузки оборудования 11 преобразует все полученные ранее массивы информации в соответствии с заданными на панели ввода данных 5 и параметрами вывода результатов расчетов в требуемые номенклатуру, вид и форму представления, например, с дифференциацией по типу оборудования или его конкретному регистрационному номеру. Сформированные таким образом результаты расчетов через модуль сопряжения 3 экспортируют для резервного хранения в модуль данных 1, а также на вход модуля визуализации 12, где производится их просмотр или печать.

Необходимость разработки устройства для автоматизированного расчета загрузки оборудования обусловлена сложностью процесса «ручного» расчета и оценки достоверности загрузки оборудования при планировании требуемых объемов производственных мощностей для выполнения производственной программы изготовления продукции и возможностью возникновения финансово-экономических рисков в результате использования результатов расчетов загрузки оборудования, выполненных без проверки полноты соответствия номенклатуры содержащихся в них данных исходным директивным значениям.

1. Устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования, содержащее модуль хранения данных; автоматизированное рабочее место, модуль сопряжения, модуль формирования трудоемкостей, включающий в себя панель ввода данных, блок формирования трудоемкостей и блок сравнительной оценки трудовых нормативов, модуль расчета загрузки оборудования, включающий в себя панель ввода параметров загрузки оборудования, блок формирования загрузки оборудования и блок формирования отчетов по загрузке оборудования; и модуль визуализации, причем группа входов-выходов модуля хранения данных соединена с первой группой входов-выходов модуля сопряжения, группа выходов автоматизированного рабочего места, соединена со второй группой входов модуля сопряжения, третья группа входов-выходов модуля сопряжения соединена с первой группой входов-выходов модуля формирования трудоемкостей, вторая группа выходов модуля формирования трудоемкостей соединена с первой группой входов модуля расчета загрузки оборудования, третья группа выходов модуля формирования трудоемкостей соединена с первой группой входов модуля визуализации, третья группа выходов модуля расчета загрузки оборудования соединена со второй группой входов модуля визуализации, вторая группа входов-выходов модуля расчета загрузки оборудования соединена с четвертой группой входов-выходов модуля сопряжения.

2. Устройство для автоматизированного расчета загрузки оборудования по п.1, дополнительно содержащее первый модуль кодирования-декодирования, второй модуль кодирования-декодирования, третий модуль кодирования-декодирования, по крайней мере, один модуль хранения данных, по крайней мере, одно автоматизированное рабочее место, причем второй модуль кодирования-декодирования, третий модуль кодирования-декодирования, а также модуль данных и автоматизированное рабочее место расположены на значительном расстоянии от первого модуля кодирования-декодирования и модуля сопряжения, при этом первая группа входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования соединена с пятой группой входов-выходов модуля сопряжения, первая группа входов-выходов второго модуля кодирования-декодирования соединена с группой входов-выходов модуля данных, вторая группа входов-выходов второго модуля кодирования-декодирования соединена со второй группой входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования, первая группа входов-выходов третьего модуля кодирования-декодирования соединена с группой входов-выходов автоматизированного рабочего места, вторая группа входов-выходов третьего модуля кодирования-декодирования соединена с третьей группой входов-выходов первого модуля кодирования-декодирования.