МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА И КОНЦЕПТУАЛЬНОГО СИНТЕЗА ЭЛЕКТРОННЫХ И
advertisement
МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА И КОНЦЕПТУАЛЬНОГО СИНТЕЗА ЭЛЕКТРОННЫХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОАО «Научно-Производственный Центр «Полюс», г. Томск Зам. главного конструктора Казанцев Ю.М. Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий, это синтетическая дисциплина и ее составными частями являются многие современные информационные технологии: • техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании персональных компьютеров и рабочих станций, вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий; • математическое обеспечение САПР отличается разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, искусственного интеллекта; • программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, включают реляционные и объектно-ориентированные базы данных, стандарты обмена данными в компьютерных средах. Умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеруразработчику. Предприятия, ведущие разработки с малой степенью использования САПР, оказываются неконкурентоспособными как из-за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из-за невысокого качества проектов. Объективная реальность современного процесса проектирования – направленное продвижение от теоретической модели разрабатываемого изделия к его натурному воплощению. Эта реальность находит своё отражение в структуре технического задания на проектирование - обязательными становятся разнообразные виды анализа: электрический, тепловой, механический, связанные анализы. Требуются также разработка 3D-модели, цифрового прототипа изделия и создание баз данных, содержащих информацию по всем стадиям жизненного цикла изделий. Речь идет уже не о выпуске отчетов с результатами расчетов, а представлении заказчику действующих моделей, способных обеспечить многодисциплинарный связанный анализ в составе программно-аппаратных комплексов. Применяемые в процессе разработки ЭУ виды моделирования и реализуемые проектные процедуры • анализ функционирования, энергетики, динамики, запасов Электрическое устойчивости электронных и электромеханических систем моделирование • анализ худшего случая, имитация отказов • проектный анализ электромагнитной совместимости • определение видов напряжённых состояний и деформационных изменений конструкции, коэффициентов безопасности Механическое моделиро- • модальный анализ с определением частот и форм колебаний вание • анализ чувствительности конструкции к внешним воздействиям при варьировании параметрами модели Тепловое моделирование • определение поля температур конструкции, пиковых значений температуры и перегревов теплонагруженных элементов, в том числе для нестационарных режимов В проведении данных процедур заинтересован разработчик, так как они обеспечивают и высокое качество проекта, и возможность генерации новых идей на основе исследования особенностей функционирования и актуальных стратегий управления системы, и, в конечном итоге, ее концептуальный синтез – «сбор» из отдельных элементов (простейших форм) соответствующей замыслу комплексной формы. Заказчик требует проведения всех видов анализа потому, что должен убедиться в высоком качестве разработки и отсутствии чрезмерных конструктивных запасов при учете всех возмущающих факторов. 3D-модели необходимы заказчику для компоновки изделия в целом. Формирование моделей сложных систем основывается на использовании различных базисов описания, специфичных для каждого из уровней проектирования. Микроуровень – модели в виде диф. уравнений в частных производных (распределенные модели) Макроуровень – модели в виде обычных диф. уравнений (сосредоточенные или компонентные модели) Функциональнологический уровень – модели в виде передаточных функций при анализе прочности конструкции, исследовании процессов теплопереноса, моделировании электрических и магнитных полей и т.п. при анализе электрических схем или эквивалентных схем на основе формальных аналогий в рамках системного подхода для проектирования отдельных подсистем в пределах каждого этапа необходимы формирование внешних системных воздействий, анализ реакций на эти воздействия и получение ограничений на характеристики системы и её блоков. Системный уровень – иерархические модели для исследования систем управления Статическое температурное поле электронного блока ИП-078 Модальный анализ блока ИП-078 Иерархическая структура модели КАС-П Модель ПН Модель РУ с токораспределением Модель КАС При системном подходе анализ полной модели КАС позволяет определить системные воздействия на отдельные подсхемы и модули, ограничения на их реакции на эти воздействия и оптимизировать параметры. Результаты исследования динамики Частотное исследование импеданса СН 120,0 10,0 100,0 0,0 -10,0 0 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 -20,0 80,0 -30,0 60,0 φ, Гр Z, мОм 2000 40,0 -40,0 -50,0 -60,0 20,0 -70,0 -80,0 0,0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 -90,0 f, Гц f, Гц Непрерывная модель ПН 20000 Импульсная модель ПН Непрерывная модель ПН Импульсная модель ПН 20000 Проектный анализ ЭМС Частотный спектр помех по напряженности электрического поля Е Частотный спектр помех по напряженности магнитного поля Н Частотный спектр токовых кондуктивных помех по выходной шине Комплексы геометрического моделирования реализуют функции двухмерного (2D) и трехмерного (3D) проектирования. Функции 2D черчение, оформление конструкторской моделирования документации Функции 3Dмоделирования получение трехмерных моделей, компоновка метрические расчеты реалистичная визуализация (электронный макет конструкции- 3D - модель с элементами анимации, позволяющая оценить взаимодействие элементов), взаимное преобразование 2D и 3D моделей 3D – модели ЭУ КАС ЗРУ Информационный фонд САПР в рамках единого информационного пространства формируется на основе баз данных – БД. 1C – Предприятие + Terminal Server КЛИЕНТ КЛИЕНТ КЛИЕНТ КЛИЕНТ КЛИЕНТ КЛИЕНТ КЛИЕНТ Microsoft SQL Server Текст СУБД – 1С Предприятие БД БД БД Текст БД Склад + Комплектация СУБД Visual FoxPro ИНТЕРФЕЙС • ИПХ и файловый архив КД • Изделия большой применяемости • ТУ на комплектующие изделия Библиотеки для прикладного ПО PCAD 2002 БД Текст Текст • Перечни ЭРИ ВП • "Расчет заработной платы" • "Кадры" Учет СВТ БД Графика Таблицы ЭРИ для PCAD 2002 Графика Процесс проектирования требует тесного взаимодействия разработчиков и испытателей, поэтому развивается интегрированный подход к использованию результатов численного моделирования и натурных испытаний в разработке новой техники, включающий: • формирование модели и определение границ ее применяемости; • планирование эксперимента, численного и натурного, который должен дать полную информацию о системе (программа испытаний); • определение способа проведения каждой серии испытаний, предусмотренных планом эксперимента (методика испытаний); • экспериментирование - процесс получения требуемых данных; • корреляция численной модели с результатами испытаний и уточнение численной модели; • использование модели для имитации испытаний, анализа нештатных ситуаций и т. д. Перспективы программно-аппаратной реализации перечисленных видов анализа основаны на использовании кластерных узловых платформ и новейших версий программного обеспечения, поддерживающих параллелизацию вычислений. Систематизация и повышение эффективности работ в области моделирования - актуальное направление развития предприятия на ближайшую перспективу, в том числе и потому, что молодым специалистам сегодня некогда собирать опыт по крупицам, они должны интенсивно повышать свою квалификацию, используя современные компьютерные технологии. ФЕДЕРАЛЬНОЕ КОСМИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО Структура предприятия: - НИИ (научные, конструкторские, технологические) подразделения; -ПРОИЗВОДСТВО опытное и экспериментальное; -Центр диагностики и контроля -Испытательный центр. Основные научно-технические направления работ Специальные системы и комплектное электрооборудование для РКТ Электромаховичные исполнительные органы систем ориентации КА и гироскопические измерители угловых скоростей Аппаратура регулирования и контроля адаптивных автономных систем электроснабжения Системы преобразования и управления плазменными двигателями коррекции параметров орбиты Вторичные источники питания и синхронизаторы для систем управления автономных объектов Специальные исполнительные электродвигатели и электроприводы Датчики угловых и линейных перемещений Специальные электротехнические системы для морской техники Автоматизированные корабельные системы электропитания специальных комплексов Малошумное и вибропассивное электровентиляторное оборудование и электроприводы для систем жизнеобеспечения подводных объектов Преобразователи электроэнергии для корабельных систем управления Конверсионная (гражданская) продукция Преобразователи и станции катодной защиты магистральных трубопроводов Сварочные агрегаты, в том числе для атомной промышленности Датчики угловых и линейных перемещений для ТЭК и авиационной промышленности Автономные источники тепла Справка о кадровом состоянии ОАО «НПЦ «Полюс» Работает – 2093 человека (на начало 4 квартала 2010 г.), Средний возраст работников общества 43 года, Доля работников до 30 лет составляет 30% от общей численности, Мужчины – 50%, женщины – 50%, Доктора – 1 Кандидаты – 25 Аспиранты – 25 Соискатели – 6 *Тенденция к увеличению количества сотрудников занимающихся научной деятельность, за счет стимулирующих программ. Руководители – 252 (в/о) Специалисты – 919 (в/о) Служащие – 28 (спо, нпо) Рабочие – 894 (в/о, спо) Политика организации в области управления персоналом «Самым ценным из всех капиталов имеющихся в мире, являются кадры – фактор экономического роста предприятия» Цель политики ОАО «НПЦ «Полюс» в области управления персоналом– омоложение, сохранение персонала, воспитание, развитие и формирование мотивированных специалистов в соответствии с современными потребностями предприятия. Рациональная расстановка кадровых сил для более эффективной и плодотворной работы. Задачи в области управления персоналом: – омоложение персонала; – развитие персонала; – сохранение персонала; – воспитание персонала; – подготовка кадрового резерва; – создание положительной внутренней мотивации специалистов. Политика организации формируется на основании стратегии, оперативных, перспективных планов организации, а так же руководящих документов Федерального космического агентства и экономического состояния страны. Система работы в области подготовки специалистов Оперативный и перспективный анализ кадровой ситуации: Анализ направления работ (НИОКР, производство) Полюса, определение категории специалистов. Профориентационная работа: Организация экскурсий по предприятию, согласование учебных планов подготовки специалистов, работа с Томским планетарием и т.д. Составление и направление заявки на подготовку специалистов: Направление заявки на специалистов на основе анализа кадровой ситуации. Направление заявок на целевую подготовку студентов: Профориентационная работа в образовательных учреждениях. Система работы в области подготовки специалистов Организация прохождения всех видов практик: Ознакомительная, производственная, преддипломная практика, назначение руководителя практики от предприятия, написание отчета практики. Сопровождение ВКР. Трудоустройство: Заключение трудового договора, в том числе на период магистратуры, программа стимулирования и адаптации. Адаптация и развитие: программа адаптации и тренингов направленных на выявление особенностей специалистов, развитие молодых специалистов. Партнеры в области подготовка высококвалифицированных специалистов Все работы по подготовке специалистов ведутся на договорной основе, заключены договора с ГОУВПО, ГОУСПО и НПО о партнерстве В настоящее время на предприятии работает 1040 сотрудников с высшим образованием, из них выпускники: ТПУ- 574, ТУСУР – 253, ТГУ - 68); Ежегодно для прохождения производственной и преддипломной практики на предприятие прибывает из ТПУ около 30 студентов (в 2010 г. – 40 студентов) Прочие 14% ТГУ 7% ТУСУР 24% ТПУ 55% Процентное соотношение выпускников вузов, работающих на предприятии Программа «Адаптация молодых специалистов» Объект программы - МС окончившие вуз и проработавших на предприятии не более 1 года. Предмет программы – комплекс мероприятий проводимых СМС и психологом ОУП ежегодно в течение трех месяцев. Цель и задачи программы: - формирование емкого и целостного представления о предприятии; - развитие коммуникативных навыков; - выявление МС склонных к руководящей деятельности; - формирование базы данных МС; - выдача рекомендаций руководителям по работе с МС и более рациональной расстановке трудовых ресурсов; - формирование и укрепление корпоративного духа. В рамках программы адаптации реализован курс «Кадровый потенциал». Выявление и развитие управленческого потенциала (УП) дает возможность системного подхода к подготовке управленческих кадров, также сформировать кадровый резерв предприятия и позволяет стабилизировать эффективность современного производства. Социальная программа Социальная программа: - поддержка молодых специалистов; - жилищная программа; - работа с администрацией города по организации мест в ДОУ для детей сотрудников; - охрана здоровья сотрудников, профилактика заболеваний и оказания медицинской помощи работникам и членам их семей; - сохранение культурного наследия, поддержка талантов и развитие художественного самодеятельного творчества в трудовом коллективе предприятия; - оказание материальной поддержки работникам в случае возникновения непредвиденных и чрезвычайных обстоятельств; -материальная поддержка пенсионеров и ветеранов предприятия, - армия. Социальная инфраструктура Предприятие имеет свой санаторийпрофилакторий "Прометей", оснащенный современной медицинской аппаратурой. За год профилакторий оздоравливает до 2000 человек В летнее время сотрудники предприятия могут отдохнуть на спортивно-оздоровительной базе "Окунек", которая принимает в сезон до 500 человек. На безе отдыха ежегодно проводится молодежный форум
