Файл: Системы технологий.doc

Ориентировочность приведенного алгоритма разработки рабочего про­цесса ВТ означает, что значимость и необходимость тех или иных этапов различны в зависимости от решаемой задачи.

Поскольку рабочие процессы высоких технологий строго объектоориен-тированы, то изложенный порядок следует рассматривать лишь в концепту­альном плане. Появление новых материалов, обнаружение новых физических и иных эффектов, развитие способов получения изделий наращиванием мик­ро- и субмикрообъемов несомненно внесут коррективы в сегодняшние пред­ставления о создании рабочих процессов высоких технологий.

В следующих подразделах представлены наиболее характерные рабочие процессы систем высоких технологий, определяющих технологические до­стижения XX века, а также парадигмы производства будущего и перспекти­вы развития технологий и технического интеллекта.

4.Лазер и лазерные технологии.

Лазер – источники мощного светового монохроматического излучения, появились в начале 60-х гг. XX в. и сразу же стали находить применение в технологических процессах. Основными элементами лазера являются рабочее тело и система возбуждения излучения. В зависимости от материала активного элемента лазеры подразделяются на твердотельные (обычно рабочее тело – монокристаллы рубина), газовые (работают на смеси углекислого газа с азотом), полупроводниковые и жидкостные. В технологических процессах используются наиболее мощные твердотельные и газовые лазеры. Атомы или молекулы рабочего тела должны обязательно иметь расщепленный верхний энергетический уровень. Это достигается введением примесей в основное вещество. Когда под импульсным или непрерывным возбуждением на верхнем возбужденном энергетическом уровне окажется больше атомов, чем на нижнем , атомы лавинообразно переместятся на промежуточный энергетический уровень, излучая кванты световой энергии. Усиление лазерного излучения достигается благодаря концентрации излучаемой энергии со всего объема рабочего тела в узкий пучок.

Лазеры подразделяются по мощности излучения на 2 группы: маломощные (до 1 кВт) и мощные (свыше 1 кВт). К первой группе относятся в основном твердотельные лазеры, а также небольшие газовые лазеры, ко второй – в основном газовые.

Лазерный луч обеспечивает концентрацию энергии с плотностью до 1014 Вт/см2 и может быть сфокусирован до пятна диаметром 1 мкм. Такая концентрация энергии позволяет достичь на поверхности материала температуры в несколько тысяч градусов. В результате материал мгновенно расплавляется и частично испаряется, выплескиваясь из зоны воздействия лазера.

Лазерный луч представляет технологам возможность воздействия на материал без механических нагрузок, что позволяет достичь высокой точности обработки. С помощью лазерного излучения можно изготовлять отверстия диаметром 0,003-3 мм и глубиной до нескольких мм с производительностью до 60 отверстий в минуту. Погрешность размеров отверстий небольших диаметров составляет +/-0,01 мм. Перемещая обрабатываемую деталь и используя мощные газовые лазеры непрерывного действия, можно вырезать контур детали в листе металла толщиной до 10 см.

---

Мощные газовые лазеры применяют для сварки и пайки листовых и проволочных разнородных металлов и сплавов; сварки деталей, значительно различающихся по толщине или диаметру, а также по температуре плавления. Импульсная сварка с помощью твердотельных лазеров нашла широкое применение в радиоэлектронной промышленности или сварке элементов полупроводниковых приборов. Лазерным лучом можно упрочнять поверхность металла (по принципу термообработки). При этом увеличивается стойкость штамповой оснастки примерно в 2-5 раз. Главным недостатком лазера является довольно низкий КПД, который для твердотельных лазеров составляет примерно 2%.

---

Тема 12. Новые информационные технологии

План

1. Сущность новых информационных технологий.

2. Принципы обработки информации в информационно вычислительных сетях

1. Сущность новых информационных технологий на современном этапе развития общества

Формирование концепции информационной технологии состоит в не­обходимости определения аксиоматики, а затем создания на этом базисе технологических основ обработки информации. Поэтому, говоря об инфор­мационной технологии, необходимо выделить для ее определения класс взаимосвязанных подходов, имеющих целостную основу на базе систем-ного подхода к информационным процессам. В качестве элементов систе­мы предлагаются программно-технические средства, способы организации массивов информации в виде баз данных, коллективы, реализующие реше­ние различных задач, тесно взаимодействующие друг с другом и окружаю­щей средой.

Для определения понятия «информационная технология» необходимо списать процесс обработки информации с помощью ЭВМ, его отдельные операции, оценить роль и значение различных устройств в осуществлении каждой операции и процесса в целом.

В настоящее время известно несколько определений информационной технологии, которые отличаются включением различных аспектов в это по­нятие. Один класс определяется совокупностью программно-технических средств, связанных в различные технологические цепочки. Другой класс определяется на основе взаимоотношений человека с информационно-вы­числительными ресурсами, направленными на воздействие на общество, окружающую среду и т.п. Таким образом, отображается стремление чело-зека охватить любые процессы, связанные с использованием информации, и его влияние на окружающий мир.

Современная новейшая информационная технология основывается на се­тевой технологии, которая базируется на технологии вычислительных сетей, сетей передачи данных, сетей ЭВМ различных типов, терминальных сетей, принципах распределенной обработки и хранения данных.

С точки зрения технологии промышленной индустрии, новая информаци­онная технология объединяет технологию коммуникаций в составе локаль­ных, региональных, глобальных сетей ЭВМ, технологию обработки информации, начиная с мест ее возникновения, реализуемую на основе ав­томатизированных рабочих мест с помощью персональных ЭВМ, а также технологию выработки управленческих решений в масштабе реального вре­мени на основе экспертных систем, баз данных и баз знаний.

Исходя из приведенных отношений, множество которых и дает искомое по­нятие, новейшую информационную технологию можно определить как со­вокупность принципиально новых средств и методов хранения, передачи и обработки данных, которые объединяются в технологические системы и обеспечивают целенаправленное создание и отображение информационного продукта с наименьшими затратами в соответствии с условиями существо­вания информационной технологии.

---

Учитывая значительное многообразие новой информационной технологии, следует отметить необходимость анализа и синтеза ее структур, а также струк­тур управления системами обработки информации. Принципиальный инте­рес представляет система управления так называемой индустриальной информационной технологией, имеющей следующие характерные признаки:

• повышение эффективности работы пользователей информации за счет специализации, унификации и типизации компонентов информационных технологий, внедрения новых организационно-экономических форм в ин­формационном производстве;

• обеспечение технологичности, устойчивости, гибкости, надежности компонентов информационных технологий;

• создание условий для быстрой и эффективной разработки промыш­ленных и непромышленных информационных технологий для решения кон­кретных задач.

В глобальном масштабе индустриальная информационная технология представляется как единое информационное обеспечение технологической целостности народного хозяйства. Задачи проектирования и генерации ин­формационной технологии могут быть отнесены к классу системных задач, решение которых основывается на методах и принципах системного подхода. Использование этого подхода позволило выделить следующие уровни уп­равления индустриальной информационной технологией: технологическое управление, связанное с выполнением взаимосвязанных информационно-вычислительных работ; организационное управление, направленное на выработку целенап­равленных воздействий на объект управления (технология), содержанием которого являются осуществляемые пользователями процессы накопления, обработки информации и выработка управленческих решений в диалого­вом режиме; экономическое управление, связанное с уменьшением стоимости информационно-вычислительных услуг.

Для реализации функций выделенных уровней управления применяется систему управления информационной индустриальной технологией. Цели создания такой системы могут быть объединены в следующие три группы:

1)обеспечение заданного состава элементов управления информационными процессами; обеспечение заданной структуры связей между элементами системы
управления или последовательности управляющих воздействий;

2)обеспечение поддержки характеристик, отражающих свойства системы.

Выполнение приведенных целей приводит к необходимости примене­ния иерархической системы управления, на нижнем уровне которой на­ходятся элементы технологического управления, а на высших — узлы организационного, организационно-технологического, административного управления.

Для конкретного использования достижений современных информационных технологий необходимо планировать процесс создания информаци­онных систем, что позволит повысить эффективность системы управления I технологией и достичь поставленных целей. Опыт реализации таких систем : позволил выделить следующие уровни иерархии системы управления инду­стриальной информационной технологией:

---

• уровень управления локальной ЭВМ и ее устройствами для решения
задач оперативного планирования и диспетчерского управления в диапазоне
выполняемых функций управления;

• уровень управления локальной сетью ЭВМ (подсетью региональной
[сети ЭВМ) для оперативного управления производственно-экономически­
ми комплексами, технологическими процессами;

• уровень управления региональной и глобальной сетями ЭВМ для ре­-
шения задач управления всех уровней.

Учитывая динамику развития программно-аппаратных средств, необхо­димо постоянное совершенствование инструментально-технологических средств систем управления индустриальной технологией для выработки уп­равленческих решений. Поэтому дальнейшее развитие систем управления технологией должно быть связано с решением следующих задач:

• при разработке организационно-технических и программных средств
системы управления информационной технологией необходимо рассматривать

их как сложные технологические системы, включающие техническое, про­граммное и организационное обеспечение;

• адаптация уровней системы управления к решению конкретных при­ложений и изменению структуры и возможностям программно-технических средств, работающих в автономном режиме и режимах коллективного ис­пользования информационных и вычислительных ресурсов.

В качестве основных структурных элементов новых информационных тех­нологий можно выделить следующие: информационно-вычислительные сети, средства телекоммуникаций, электронную почту, телеконференции, автома­тизированные рабочие места, автоматизированные банки данных (БД).

В последующем изложении использования элементов новых информа­ционных технологий рассматриваются современные информационно-вычис­лительные сети и их конкретная реализация при разработке кооперативных систем в непромышленной сфере.

2. Принципы обработки информации в информационно вычислительных сетях

Подавляющее большинство современных автоматизированных систем может быть сведено к понятию АРМ — автоматизированное рабочее место. И если ранее, в самом начале эпохи автоматизации, этот термин обозначал уровень автоматизации структурных подразделений предприятия, то сегод­ня время независимых рабочих мест миновало. АРМы лишь частично реша­ют проблему эффективной автоматизации производства, не позволяя при этом внедрить в информационную систему режим реального времени.

Фирмы, работающие в условиях больших ежедневных информацион­ных потоков, как правило, сталкиваются с такой информационной катего­рией, как «операционный период работы». Причем в зависимости от того, насколько корректно отслеживаются все информационные потоки, и связи между ними во времени, настолько эффективно автоматизировано функ­ционирование этих фирм. Например, если организация имеет потребность ежечасного оперативного подведения итогов по любым видам актуальных запросов, то она работает по схеме «опер час». Более широкие временные рамки приводят фирмы к режиму «опер день» (банки, кредитные фирмы, оптово-розничные организации и т.п.).

---