12. Системы автоматизированного инженерного анализа (cae-системы).

Функции CAE систем довольно разнообразны, так как связаны с проектными процедурами анализа, моделирования и оптимизации проектных решений. В состав CAE систем в первую очередь включают программы для выполнения следующих процедур:

 Моделирования физических величин (в том числе анализ прочности, который чаще всего выполняет в соответствии с МКЭ (методом конечных элементов));

 Расчет состояний моделируемых объектов и переходных процессов;

 Имитация моделирования сложных производственных систем на основе систем массового обслуживания и сетей Петри.

Постпроцессор служит для визуализации результатов решения в удобной для пользователя форме.

Основным методом для проведения различных видов анализа является метод конечных элементов. Первое применение этого метода относится к интервалу 1950-1960 года; в этот период он был использован для проведения анализа в строительной механике и самолетостроении, в настоящее время он получил особую популярность в автомобильной промышленности. Этот метод получил популярность и в таких сферах, как решение инженерных задач из области статики, динамики, электроники, радиационного анализа.

С его помощью можно решать задачи следующего характера:

Анализ устойчивости навигационной системы к вибрациям;

 Способность монтажной платы выдерживать высокие температуры;

 Моделировать взрывы;

Оптимизировать конструкцию.

Метод конечных элементов позволяет конструктору успешно решать задачи расчета сложных конструкций или деталей, путем разбиения их на более мелкие части - конечные элементы. Эти элементы часто называют дискретными, а процесс их выделения - дискретизацией формы.

После разбивки дальнейшее расчет на нагрузку проводятся уже для отдельных конечных элементов, каждый из которых вносит свой вклад в характеристику прочности детали. Точки, ограничивающие элемент называются узлами и вместе с проходящими через них линиями образуют конечно-элементную сетку.

Для двумерных областей наиболее часто используются элементы в форме треугольников или четырехугольников; как с прямо-, так и с криволинейными границами, чтобы в дальнейшем с достаточной степенью точности аппроксимировать границу любой формы. Для трехмерных областей наиболее употребимы элементы в форме тетраэдра и параллелипипеда, которые также могут иметь прямо- или криволинейные границы.

В общем случае метод конечных элементов состоит из 4 этапов:

1.        Выделение конечных элементов (разбиение области на конечные элементы);

Разбиение области на элементы обычно начинают от её границы, с целью наиболее точной аппроксимации формы границы. Затем производится разбиение внутренних областей. Часто разбиение области на элементы производят в несколько этапов. Сначала разбивают на крупные части, границы между которыми проходят там, где изменяются свойства материалов, геометрия, приложенная нагрузка (другие физические величины). Затем каждая подобласть разбивается на элементы. Стараются избегать резкого изменения размеров конечных элементов на границах подобластей. После разбиения области на конечные элементы осуществляют нумерацию узлов, причем порядок нумерации имеет существенное значение, так как влияет на эффективность последующих вычислений. Это связано со следующим: матрица коэффициентов системы линейных алгебраических уравнений, к которым приводит метод конечных элементов, является сильно разреженной матрицей ленточной структуры. Ненулевые элементы такой матрицы располагаются параллельно главной диагонали. Обозначим через   число, представляющее наибольшую разность между номерами ненулевых элементов в строке. Число   называется шириной полосы. Чем меньше ширина полосы, тем меньший объем памяти требуется для хранения матрицы при реализации метода конечных элементов в САПР, и тем меньше затраты машинного времени на решение результирующей системы уравнений. Ширина полосы зависит от числа степеней свободы узлов и способа нумерации последних. Если максимальную разность между номерами узлов для конечных узлов обозначить через  , а число степеней свободы -  , то  .

Информация о способе разбиения на конечные элементы и нумерация узлов является исходной для всех последующих этапов алгоритма метода конечных элементов. При этом требуется указывать не только номер, но и координаты каждого узла, его принадлежность к определенным конечным элементам, информацию о соединении элементов между собой, значения физических параметров объекта в пределах каждого элемента.

2.        Определение аппроксимирующей функции для каждого элемента.

На этом этапе искомая непрерывная функция аппроксимируется кусочно-непрерывной, определенной на множестве конечных элементов. Эту процедуру можно выполнить один раз для типичного элемента области и затем полученную функцию использовать для остальных элементов области того же вида. В качестве аппроксимирующей функции элементов чаще всего используют полиномы, которые подбираются так, чтобы обеспечить непрерывность искомой функции в узлах и на границах элементов.

3.        Объединение конечных элементов в ансамбль.

На этом этапе уравнения, относящиеся к отдельным элементам, объединяются в ансамбль, то есть в систему алгебраических уравнений. Полученная система является моделью искомой непрерывной функции. Мы получаем матрицу жесткости.

4.        Решение полученной системы алгебраических уравнений.

Реальная конструкция аппроксимируется многими сотнями конечных элементов, возникают системы уравнений со многими сотнями и тысячами неизвестных. Решение таких систем уравнений - основная проблема реализации метода конечных элементов. Методы решения зависят от размера разрешающей системы уравнений. В связи с большой размерностью и сильной разреженностью матрицы коэффициентов системы для реализации метода конечных элементов в САПР разработаны специальные способы хранения матрицы жесткости, позволяющее уменьшить необходимый для этого объем оперативной памяти.

Матрицы жесткости используются в каждом методе прочностного расчета, используя конечную элементную сетку. Название матрицы жесткости пришло из строительной механики, где МКЭ начал использоваться раньше, чем в других областях техники.

Для решения систем уравнений применяются методы двух групп: прямые методы (метод Гаусса), косвенные методы, когда решение определяется на основе последовательной аппроксимации (метод Гаусса-Зейделя).

Управление

Типичными представителями корпоративного управления являются бизнес пользователи. Для этой роли характерен высокий уровень ответственности и загруженности. Поэтому одной из основных задач автоматизации является возможность извлечения информации в фоновом, не отвлекающем режиме. Этот подход может быть реализован в следующих сценариях:

-Извлечение и структурирование информации из почтовой переписки.

-Фиксация алгоритмов принятия решений в задачах, связанных с реальной деятельностью.

-Организация информационного центра, где бы консолидировалась отфильтрованная информация, полученная из внешних источников, а также доступ к бумажным носителям информации.

-Использование инновационных технологий для доставки информации через мобильные устройства (ноутбуки, смартфоны, КПК и др. совместимые устройства). Может использоваться как рациональный способ времяпрепровождения в поездках.

-Единый интерфейс для поиска по вышеперечисленным ресурсамОдним из контуров, порождающих новые знания в организации, является обмен почтовыми сообщениями. Этой информации уже достаточно для извлечения полезных данных и последующего их использования. Первым шагом мы можем с помощью портальных и поисковых технологий (Microsoft FAST) выделить информационную структуру и предоставить к ней доступ. Заранее определенные фильтры позволят сотрудникам сократить время на их формирование.

Разумеется, интересующая нас информация не ограничивается почтовой системой и должна включать в себя аналитические отчеты, информацию из корпоративной системы управления, данные внешних источников информации. Поэтому в дальнейшем мы можем подключать к системе и другие источники структурированной и не структурированной информации.

-Существенно сэкономить время помогут механизмы рекомендаций и оценки информации, например:

-Выборка наиболее читаемых статей

-Искали – Смотрели. Сотрудники, которые искали документ «отчет по закупкам 2009», также искали другие документы

-и др.

Подобные решения легко реализовать на основе статистики посещений, собранной платформой Microsoft Office SharePoint Server 2007 и Microsoft SQL Server 2005: Analysis Services.

Одним из существенных аспектов дальнейшего развития корпоративной системы управления знаниями может являться автоматизированная доставка персонифицированной информации руководителю или специалисту. Сотрудник может сам определять критерии и источники потребляемой информации и это дает ему возможность сконцентрироваться на основных процессах. Безусловно, все потоки информации должны ограничиваться принятыми политиками доступа.

Существенным расширением функциональности корпоративной системы управления знаниями может являться доступность информации при отсутствии доступа к корпоративной сети. Это достигается за счет расширения функциональности решения технологиями offline доступа, которые реализованы в продуктах Outlook, Groove и OneNote.

Эффективное производство

 Для сотрудников, задействованных в производстве, характерна невысокая степень вовлечения в процессы информационного обмена. Возможность оперативного доступа к экспертным знаниям позволит им эффективнее исполнять свои должностные обязанности. Процесс обучения и обмена знаниями технологически может быть реализован в следующих сценариях:

Организация электронного обучения для доставки информации по безопасности, новому опыту и технологиям. Видеозапись экспертных выступлений и распространение их посредством портальных и мобильных технологий. Формирование базы знаний на основе экспертных выступлений, типовых шаблонов, инструкций, инновационных решений, описании процессов и тд. Публикация лучших статей базы в специализированных корпоративных изданиях

Современные технологии обучения позволяют специалистам повышать квалификацию находясь непосредственно на объекте. Существенным преимуществом является применение интерактивных возможностей, которые улучшаю восприятие информации, тем самым повышая эффективность обучения. Электронное обучение является важным модулем при построении корпоративной системы управления знаниями.

Система может поддерживать мотивацию сотрудников в процессах извлечения знаний для последующего их распространения.

Это достигается путем:

-упрощенной публикации информации;

-идентификации экспертов в различных областях;

-постоянного улучшения качества информации;

Для построения эффективного online обучения достаточно следующих компонентов:

-Microsoft E-Learning Kit для проведения курсов в электронном формате, например SCORM;

-Microsoft Office Communications Server 2007 для проведения и записи экспертных выступлений,

-Microsoft SharePoint Portal Server 2007, как интерфейс хранения и доступа к знаниям.

-Microsoft Office Outlook 2007, как средство доступа к знаниям вне сети.

14.Управление человеческими ресурсами

Управление человеческими ресурсами (УЧР, или HRM — от англ. human resources management. — Прим. пер.) представляет собой человеческий аспект управления предприятием и отношений работников со своими компаниями. Цель HRM — обеспечить использование сотрудников компании, т.е. ее человеческие ресурсы таким образом, чтобы наниматель мог получить максимально возможную выгоду от их умений и навыков, а работники — максимально возможное материальное и психологическое удовлетворение от своего труда. Управление человеческими ресурсами основывается на достижениях психологии труда и использует технологии и процедуры, совокупно называемые «управление персоналом», т.е. касающиеся комплектования штата предприятия, выявления и удовлетворения потребностей работников и практических правил и процедур, которые управляют взаимоотношениями между организацией и ее работником. Далее мы рассмотрим различия между управлением персоналом и управлением человеческими ресурсами.  Цели подсистемы управления формированием человеческих ресурсов: 1. своевременное и качественное обеспечение предприятия соответствующими кадрами;  2. создание условий для максимальной реализации способностей работников и достижения целей организации.  Задачи подсистемы управления формированием человеческих ресурсов: 1. прогнозирование и планирование потребности в работниках;  2. анализ спроса и предложения на рынке труда;  3. привлечение, подбор и отбор кадров;  4. адаптация вновь прибывших работников;  5. подъем эффективности выполняемых работ;  6. повышение качества деятельности работников;  7. повышение качества деятельности организации в целом;  8. рост уровня жизни работников;  9. совершенствование систем мотивации;  10. развитие инициативности и новаторства.  Сущность подсистемы управления формированием трудовых ресурсов заключается в предоставлении работникам возможности получения и повышения образования, ротации кадров и делегировании полномочий, планировании и развитии карьеры и многом другом. Данная подсистема расширяет функции отдела кадров, что требует от его работников обширного спектра знаний в сферах производства, экономики, психологии, юриспруденции и др. Подсистема управления развитием человеческих ресурсов приобретает все большее значение.  Необходимо постоянное совершенствование знаний и навыков сотрудников.  Условия успешного управления человеческими ресурсами: 1. четкость и достижимость поставленных целей;  2. глубина, объективность и комплексность анализа воздействия на систему управления человеческими ресурсами и организацию в целом;  3. ясность и взаимосвязанность планов работы организации, а также обеспеченность их всеми видами ресурсов;  4. соответствие уровня квалификации персонала выполняемой работе;  5. совместное участие предельно большого количества сотрудников в разработке и реализации стратегических планов;  6. высокое качество контроля реализации стратегического плана и требований оценки его социально-экономической эффективности;  7. внедрение и использование современных средств труда и технологий;  8. делегирование полномочий, создание гибких условий труда.  Необходимо обогащать труд, особенно создавать социально-психологический климат, недостаток которого способствует формированию высокой степени конфликтности между сотрудниками.  Факторы оценки профессионализма управления человеческими ресурсами: 1. профессиональная подготовка работников;  2. компетентность и мотивация профессиональной деятельности;  3. организационная среда реализации профессионализма.  В связи с расширением и усложнением системы управления человеческими ресурсами в России возникает необходимость совершенствования системы подготовки руководителей, создания условий проявления профессионализма. Правительство проводит с этой целью активную политику. Система управления человеческими ресурсами

Управление человеческими ресурсами представляет сложную систему, включающую в себя взаимосвязанные структуры и подсистемы создания, использования и развития трудовых ресурсов.  Сущность подсистемы управления заключается в разработке целевой программы развития. Такая программа охватывает весь персонал и является составной частью программы развития организации.  Основным залогом достижения стоящих перед организацией целей является эффективное использование имеющихся у нее в распоряжении ресурсов, к ним относятся и человеческие ресурсы. Этого можно достичь путем приближения производственных целей сотрудников к общеорганизационным целям.