До XXI століття людство йде з усе наростаючим прискоренням прогресу. Основними рушійними силами цього процесу є розвиток форм організації виробництва і вдосконалення технологій (у тому числі інформаційних). У зв'язку з цим особливий інтерес представляє концепція віртуальної корпорації. Згідно Business Week, це є "тимчасова мережа незалежних компаній, пов'язаних інформаційними технологіями для спільного використання досвіду, цін і для доступу на інші ринки". Така корпорація володіє надзвичайно гнучкою внутрішньою структурою. Компанії, необхідність в яких відпала, миттєво залишають корпорацію, необхідні поповнюють корпорацію в максимально стислі терміни. Віртуальна корпорація створюється для вирішення конкретного завдання і після її рішення розпадається. Для вирішення підзадач можливе створення нових віртуальних корпорацій, у тому числі в рамках існуючої. Сучасні інформаційні технології дозволяють об'єднати членів корпорацій незалежно від їх географічного розташування і використовуваних технічних засобів комунікації. Об'єднання в єдине ціле ряду малих компаній дозволяє сконцентрувати ресурси для вирішення конкретного завдання, і таким чином обійти основні обмеження малого бізнесу, в тому числі на обсяг капіталовкладень. Гнучкість структури віртуальної корпорації дозволяє наддинамічна враховувати зміни ринку і вносити корективи у свою діяльність. Незалежність компаній, які входять в корпорацію забезпечує конкуренцію всередині самої корпорації.
Аналіз існуючих віртуальних корпорацій в мережі Internet показав, що розвиток концепції відбувається, в основному, або в напрямку, пов'язаному з використанням високих обчислювальних можливостей техніки (моделювання об'єктів в гіперпросторі при проектуванні), або в області "чистого" бізнесу (віртуальний магазин, віртуальна юридична консультація, аудиторська фірма, і т.д.). Поряд з цим вкрай недостатньо досліджені можливості віртуальної корпорації в області реального промислового виробництва. Причиною такої ситуації є специфіка об'єднання виробничих підрозділів до складу корпорації, пов'язана з необхідністю управління реальним технологічним обладнанням, саме тому необхідний системний комплекс рішень.
Під виробничою віртуальної корпорацією (ВК) розуміється проблемно-орієнтована змінюється в часі сукупність суб'єктів виробництва, об'єднаних сучасними засобами зв'язку в єдину техніко-інформаційну структуру з метою максимально-ефективного використання належать суб'єктам ресурсів. Виробнича ВК складається з певної ієрархії структур, які за важливість справ зручно розбити на кілька рівнів (див. табл.), Подібно канонічної структурі віртуальної виробничого середовища VMS (Virtual Manufacturing System) [1].
| Рівень | Завдання, які вирішуються |
| Бізнес-рівень корпоративного рівня | Маркетинг, збут продукції, венчурні розробки. |
| Власне Корпоротівние рівень | Довготривале планування, подальше вдосконалення продукції. |
| Рівень підприємства | Оперативне планування, управління. |
| Цеховий рівень | Оперативне планування, управління. |
| Рівень гнучкої системи | Оперативне планування, управління. |
| Фізичний рівень | Розподілений локальне управління, диспетчеризація, моніторинг. |
На фізичному рівні відбувається локальне управління. Типовими прикладами розв'язуваних задач для системи ЧПУ є геометрична, логічна, технологічна і завдання-диспетчер. Для локальної мережі в число завдань входять моніторинг та вирішення колізій.
Рівень гнучкої системи, цехової рівень і рівень підприємства підтримують забезпечує оперативне управління, в рамках якого здійснюється зв'язування технологічних ресурсів з технологічними процесами. Таке зв'язування може носити в тому числі і віртуальний характер [2].
Корпоративний рівень доцільно розділити на два підрівня. Перший з них (власне корпоративний рівень) звернений як би всередину і націлений на вирішення внутрішніх завдань - довгострокового планування наявного виробництва, його вдосконалення. Другий - бізнес-рівень - звернений назовні, і вирішує завдання збуту продукції, її маркетингу. На цьому рівні проводяться і довготривалі дослідження для створення нової продукції.
Використовуючи запропоновану модель можна зручно аналізувати варіанти її побудови та функціонування.
Розвиваючи такий підхід, застосовний до ВК типові в області систем управління понять - ресурс і процес. Кожен компонент ВК визначено ресурсом (ресурсами), який він надає для спільного використання. У разі виробничої ВК основними ресурсами є виробничі ресурси (матеріальні і енергетичні); інформаційні комунікації; фінансові; інтелектуальні ресурси. У кожному компоненті ВК розвиваються процеси, які претендують на ресурси, в тому числі належать іншим членам ВК.
Розглянемо виробничі ресурси та їх мережеве оточення (інформаційні комунікації) для виробничого підрозділу (з фізичного рівня до рівня підприємства) у запропонованій багаторівневої моделі ВК. Визначимо життєвий цикл ресурсу, покажемо, в чому ж виявляється віртуальність ресурсів у прикладному шарі кожного рівня.
В якості прикладу будемо використовувати ВК зі створення металорізальних верстатів і включає в себе підрозділи з високим або різним рівнями автоматизації (наявність гнучких автоматизованих систем, у тому числі і з ручним обладнання [3]; локальних і розподілених мереж управління).
Виробничі ресурси - включають в себе технологічне обладнання, транспортну систему, системи зберігання та матеріали (продукцію). На фізичному рівні ресурсами є гнучкі модулі, окремі верстати з ЧПУ, роботи, транспортні засоби, накопичувачі. Розв'язувана завдання полягає у виконанні операції, що становить окремий перехід технологічного маршруту [4]. Віртуальність на цьому рівні реалізується прикладним математичним забезпеченням відповідного обладнання. Для адаптивних систем управління, наприклад, віртуальність виражається у зміні параметрів різання в залежності від параметрів заготовки.
На цеховому рівні ресурсами є технологічні модулі, транспортні модулі, модулі зберігання, модулі введення-виведення. Розв'язувана завдання - оперативне управління (управління маршрутами операцій). Процеси - це операції на модулі (технологічна, транспортна, зберігання, введення-виведення). Кожна операція вимагає своїх ресурсів. Формується черга запитів на ресурси. Віртуальність проявляється в гнучкості вибору маршруту серед наявних модулів.
На рівні підприємства ресурсами є виробничі потужності цехів, вироблена ними продукція. Розв'язувана завдання - оптимальна організація виробництва продукції з урахуванням наявних (або займаних) ресурсів. Процеси - це життєві цикли виробництва виробів. Віртуальність на цьому рівні проявляється в можливості раціонального використання власних виробничих ресурсів і ресурсів інших підприємств; в можливості надання своїх ресурсів іншим підприємствам (у тому числі належить іншій ВК).
Інформаційні комунікації на фізичному і цеховому рівнях (поза виробництвом) реалізуються у вигляді локальних мереж Ethernet, TokenRing, ArcNet. Для кожної з них (і для їх сукупності) існує ціла гама технічних реалізацій. Основна розв'язувана задача - доставка одиничного повідомлення. Процес вирішення цього завдання і сенс віртуальності залежить від реалізації. Так для мережі Ethernet віртуальність проявляється в невизначеності часу відгуку на запит. Деякі локальні мережі не підтримують режиму передачі повідомлень в реальному часі.
В умовах виробництва крім зазначених технологій у спеціальному промисловому виконанні найбільш популярні AB Data Highway, Modbus / Modbus + і GE Fanuc Genius Ian. Ці рішення націлені на роботу в режимі реального часу і важкі умови роботи комунікаційної системи (електромагнітний вплив, вібрації і т.д.).
На рівні підприємства інформаційні комунікації реалізуються у вигляді локальних мереж Ethernet, TokenRing, ArcNet, FDDI, 100-VG Lan з використанням концентраторів, мостів і маршрутизаторів. Застосовуються модемні мережі. Віртуальність проявляється у виділенні користувачів мережі в підмережі та робочі групи в залежності від розв'язуваних завдань. Крім того, на сьогодні сформувався термін - віртуальна комп'ютерна мережа (Virtual network), і багато виробників обладнання (3Com, Chipcom, Optical Data Systems, Cabletron Systems Inc. Та ін) освоїли серійний випуск пристроїв для роботи в рамках віртуальної мережі. Віртуальність робочих груп і підмереж реалізується, як правило, прикладним матзабезпечення застосовуваного устаткування. Для забезпечення ж максимальної захищеності віртуальної мережі від несанкціонованого доступу використовується апаратна реалізація зазначених функцій, як в деяких моделях комутаторів (switches) фірми 3Com.
При формуванні мережевого оточення виробничого підприємства, або його модернізації для можливості його інтеграції у ВК вихідними даними є:
Крім того необхідно відповісти на питання:
яке технологічне обладнання буде представлятися як ресурс у ВК; чи буде воно управлятися з боку ВК;Розглянемо невелику комп'ютерне інтегроване виробництво з розвиненою системою документообігу та одночасним відсутністю зовнішніх каналів зв'язку. У цьому випадку виробнича система надається у віртуальну корпорацію як єдиний ресурс, координований центральної (центральними) ЕОМ. З цієї причини модифікація мережного оточення на рівнях від фізичного до підприємства не потрібно. Для інтеграції ВК необхідно створити мережне оточення корпоративного рівня, а саме: створити низькосортний зовнішній канал зв'язку з Internet; підключити центральну (центральні) ЕОМ до створеного каналу зв'язку і забезпечити можливість роботи віддаленого терміналу. Процес роботи віддаленого терміналу вимагає ресурсу - зовнішнього каналу зв'язку. Характеристики процесу - незначний обсяг переданої інформації і невисока час відгуку визначає характеристику ресурсу - швидкість каналу. У пропонованому прикладі достатньо швидкості 14400-28800 бод. Підводячи підсумки можна сказати, що пропонований підхід з використанням багаторівневої моделі та термінології ресурс - процес дозволяє коректно створити мережеве оточення підрозділи ВК. Особливо ефективний такий підхід у випадках різних за рівнем автоматизації ділянок у межах підприємства, при поданні ВК тільки частини обладнання, при необхідності передавати трафік реального часу на рівень підприємства.
ЛІТЕРАТУРА:
1. Pritchov G. Automation technology - on the way to an open system architecture / / Robotics and Computer-Integrated manufacturing. 1990. Vol 7. № 1 / 2
2. Соломенцев Ю.М., Сосонкін В.Л. Управління гнучкими виробничими системами. М.: Машинобудування, 1998, 352 с.
3. Сосонкін В.Л. Концепція управління ділянкою механообробки з різним за рівнем автоматизації обладнанням. Вісник машинобудування. 1991. № 9, с. 28-30.
4. Сосонкін В.Л. Програмне управління технологічним обладнанням: Підручник для вузів. М.: Машинобудування, 1991, 509 с.