Материал: Методические указания к проведению практических занятий, выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии в металлургии». Печенкина Л.С

Самое большое отличие формата JPEG от других форма­тов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями (а не алгоритм без потерь).

Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия.

Сжатие, используемое в формате JPEG, необратимо иска­жает изображение. Это не заметно при его простом просмотре, но становится явным при последующих манипуляциях. Зато размер файла получается от 10 до 500 раз меньше, чем BMP! Если вы решили записать изображение в формате JPEG, то лучше выполнить все необходимые операции перед первой записью файла. Сводные характеристики форматов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Характеристика графических форматов

Из большого числа форматов графических файлов в Ин­тернете сейчас широко используются только два - GIF и JPEG.

4.4. Преобразование графических файлов

С проблемой преобразования форматов графических фай­лов приходится сталкиваться, например, при подготовке мультимедиа проекта, размещаемого в сети Интернет. На Web-страницах должны быть графические объекты, подготов­ленные в формате .GIF или .JPG или других форматах.

Преобразование форматов графических файлом можно выполнить с помощью графических пакетов, воспринимаю­щих файлы разных форматов. Одним из таких графических пакетов является пакет Photo Editor, входящий в Microsoft Office. Этот пакет умеет работать практически со всеми наиболее распространенными форматами изображений: ри­сунками Windows, TIF, PCX, GIF, JPG,. При этом он дает возможность конвертировать файлы из одного формата в другой с помощью обычной операции Save as...

При преобразовании файлов можно уточнить желаемые параметры. Например, можно выполнить преобразование из цветного в черно-белый формат. Для выбранного типа файла можно также выбрать количество цветов, степень сжатия фай­ла либо фактор качества - большой файл и лучшее качество изображения или же маленький файл более низкого качества.

Графический пакет дает возможность выделить и сохра­нить некоторую область рисунка, выполнить редактирование изображения - растянуть или повернуть на произвольный угол изображение, поменять его яркость или контрастность, поме­нять цветовую гамму. Имеется также несколько художествен­ных эффектов: украшение рельефом, эффект мелка или угля, эффект погружения в воду, эффект цветного витража.

5. Информационные технологии

В ЛИТЕЙНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

5.1. Практика использования информационных технологий на Магнитогорском металлургическом комбинате

Активное внедрение ИТ на ММК началось с участия ком­бината в широкомасштабном проекте Министерства черной металлургии (1988-1991) по централизованному переоснаще­нию 20 крупнейших металлургических заводов однотипными средствами поддержки современных информационных техно­логий: аппаратура, ПО, СУБД, средства разработки.

Целью проекта было создание типовой Системы управле­ния производством и поставкой продукции для металлургиче­ских заводов, которая должна была увязать задачи планирова­ния сбыта, производства и отгрузки в натуральном и денежном выражении (расценка) с задачами анализа их фактического выполнения.

Была выбрана ориентация на максимальное использование стандартных технических и общесистемных средств, соответ­ствующих передовым технологиям: UNIX, TCP/IP, SQL. Ос­новные технические средства, включая ПК, сетевое оборудо­вание и мини-ЭВМ типа LSX (серверы баз данных), были цен­трализованно закуплены у компании Olivetty.

При министерстве был создан центр технической, обще­системной и методической поддержки, который обеспечивал выбор и освоение инструментальных средств, обучение, ре­монт и другие виды сервиса для всех включенных в проект за­водов. Разработано несколько прототипов прикладных систем УППП для адаптации и внедрения на заводах.

Хотя на уровне прикладных систем тогда не удалось уни­фицировать ПО, используемое на разных предприятиях, но для общесистемных средств и средств разработки унификация по­зволила значительно уменьшить трудозатраты на проектиро­вание и внедрение систем как на отдельных предприятиях, так

и по отрасли в целом. В частности, внедрение новой системы УГШП облегчило ММК переход к условиям рыночных отно­шений.

В качестве основного средства поддержки базы данных и разработки приложений была выбрана СУБД Oracle как наи­более приспособленная к работе на различных технических платформах (включая возможность использования мэйнфрей­мов). На ММК была принята следующая трехуровневая конфи­гурация: сервер базы данных - LSX/UNIX/Oracle5; сервер при­ложений - ПК-386/SCO Xenix-UNIX/ORACLE (связь 1-2 - через Thick Ethernet); терминалы клиентов - PC/XT и ANSI-термина­лы; связь с серверами приложений - асинхронные выделенные линии с использованием мультипортов, минимодемов и прото­кола Kermit - до 10 км.

Получены следующие основные практические результаты:

• освоена работа в ОС UNIX с организацией локальной ин­формационной сети по протоколу TCP/IP (около 50 компью­теров);

• освоена реляционная СУБД и SQL;

- произведена принципиальная переработка прототипов систем с учетом освоения возможностей реляционной СУБД - использование автоматически генерируемых уникальных идентификаторов для основных объектов системы: предпри­ятий, банков, контрактов и т.п. при одновременном снижении трудозатрат функциональных служб комбината; согласован­ ность данных как внутри системы, так и между разными подсистемами АСУ; использование внешних ключей для связи с базовыми объектами, например, ключи "платель­щик", "грузополучатель", "банк" в заказе;

- проведена полная реорганизация технологии "Обра­ботки заказов" на ММК со значительным уменьшением тру­дозатрат на ИВЦ и передачей основной работы в функцио­нальные подразделения (Правовое Управление и Торговый Дом), При этом с практической точки зрения важно то, что внутримашинные уникальные идентификаторы стали широ­ко использоваться и управленческим персоналом.

Опыт показал, что при внедрении инфраструктуры "еди­ного информационного пространства" с однократным вводом и многократным использованием данных пользователи быстро осваивают новую технологию, если они уверены, что в любой момент могут получить информацию об изменении состояния системы, инициированном другим пользователем.

Выяснилось, что реорганизация без внедрения современ­ных ИТ практически невозможна либо неэффективна.

Главным результатом освоения ИТ стало осознание потен­циальных возможностей "открытых систем" и необходимости расширять использование "стандартных элементов". На ММК была принята стратегия технического переоснащения, связан­ная с дальнейшим углублением использования идеологии от­крытых систем и созданием корпоративной информационной сети.

К 1997 г. в корпоративной сети было уже более 1500 компьютеров, а сама конфигурация строилась с учетом следующих узловых моментов:

• в качестве серверов баз данных и серверов приложений были выбраны RISC-серверы семейства SUN. Сейчас кое-где начали использоваться и NT-серверы;

• освоен протокол TCP/IP в различных вариантах: витая па­ра, микроволновая связь и радиосвязь, оптико-волоконная связь, асинхронные выделенные и коммутируемые каналы(SLIP, РРР);

• освоена технология развития сети с использованием "мос­тов", маршрутизаторов и тому подобное, а также техноло­гия управления сетью с использованием средств поддерж­ки (SunNet Manager);

• разработана и внедрена технология пакетного обмена ин­формацией с удаленными подсистемами, не включенными в сеть TCP/IP, с использованием стандартных средств элек­тронной почты;

• построена защита внутрикорпоративной информационной сети с помощью брандмауэра;

• инициировано использование Web-технологии для организации справочной системы руководства ММК в рамках корпоративной сети и для непосредственного получения данных (в том числе и удаленно через Internet) из оперативных баз.

С точки зрения развития структуры прикладных систем на данном этапе можно отметить следующее. Все получалось, когда максимально использовались методы и средства, освоенные в международной практике и, наоборот, неудачи и/или значительные трудозатраты (особенно при сопровождении) преследовали ММК, когда шли "своим путем".

Следует уделять больше внимания проработке логической структуры баз данных прикладных систем и их взаимосвязей, а внешнее представление не вызывает сегодня никаких затруднений.

Простота эксплуатации, сопровождения и развития систем с использованием "типовых" средств разработки, заставила с осторожностью относится к корпоративным приложениям от различных поставщиков (несмотря на их богатые функциональные возможности), особенно когда те используют свои собственные, а не общепринятые средства разработки, основанные на международных стандартах.

С точки зрения промышленной эксплуатации следует уменьшать количество точек, требующих установки прикладного программного обеспечения. В идеале это просто терминал доступа к сети.

Для дальнейшего освоения Web-технологии в новый кон-тракт с Oracle были включены соответствующие средства поддержки, в том числе средства автоматической генерации Web-приложений (Designer/2000). С целью освоения технологии организации аналитических баз данных и средств поддержки принятия решений (DSS) в следующем проекте будут использоваться соответствующие средства поддержки OLAP.

С точки зрения выявленной тенденции, на ММК планируется создать общекорпоративную нормативно-справочную базу данных о продукции на основе технологии, предложенной в системе OPTEGRA. Для перспективного сотрудничества ММК установил прямые связи с подкомитетом ISO по вне­дрению стандартов обмена данными о продукции.

Все это легло в основу перспективного создания на ММК "виртуального предприятия", которое представляет собой принципиально новую ступень интеграции и "открытости".

5.2. Информационные технологии в литейном производстве

Процесс производства литых деталей всегда требует про­ведения большого числа отладочных работ, в том числе испы­таний - натурных и стендовых. В условиях жесткой конкурен­ции производителей крайне важными являются задачи сокра­щения сроков освоения и выпуска новой продукции, быстроты переналадки производства, снижения себестоимости и неук­лонного повышения качества.

Традиционный цикл проектирования изделия включает следующие этапы:

• дизайн-проект;

• проектирование отдельных узлов и деталей;

• изготовление макетов узлов и деталей;

• изготовление опытного образца;

• подготовка серийного производства;

• выпуск партии (серии) изделий.

При этом практически после каждого этапа проводят ис­пытания, по результатам которых в изделие вносят корректи­вы и изменения, затем выполняют пересмотр модели изделия и заново проводят испытания уже обновленного изделия. Уста­новлено, что чем раньше будет выявлен недостаток или де­фект, тем меньше средств будет затрачено; об этом свидетель­ствует приведенная на рис. 1 диаграмма.

10³

Опытный Производство Эксплуатация

Этапы проектирования

Рис. 1. Стоимость устранения дефектов на каждом из этапов создания изделия

Решить проблему сокращения временных, материальных и финансовых затрат на проектирование, выпуск и сопровож­дение изделия позволяет применение информационных техно­логий. При этом решается и другая проблема, связанная с раз­работкой системы качества, так как она предполагает наличие информационной модели предприятия, которая гарантирует эффективную и устойчивую работу.

Объем полезной информации, накопленной предприятием за годы его работы, складывается из следующих источников:

- эмпирических правил, полученных, как правило, методом "проб и ошибок" инженерно-техническим персоналом;

- корпоративных "ноу-хау" - понимание конкретным предприятием процесса разработки и производства продукции;

- опыта предприятия, накопленного за годы работы в ви­де многочисленных архивов с документацией.

- действующей нормативной документации - стандарты (ГОСТ, OCT, ISO), РТМ, ТУ, ТЗ, государственные требования по обеспечению безопасности и защите окружающей среды.

Все эти источники составляют интеллектуальный потенциал предприятия.

На этапе производства изделия, в том числе его отдельных узлов и макетов, за счет применения информационных техно­логий можно достигнуть значительного сокращения сроков и стоимости работ.

В настоящее время в производстве широко используют механообработку и прототипирование.

Процесс подготовки механообработки происходит по сле­дующей схеме:

этап проектирования - дизайнер разрабатывает вирту­альную модель изделия;

этап конструирования - конструктор производит рас-четно-графическую разработку модели изделия;

этап технологической разработки - технолог по модели изделия создает модель отливки (заготовки): вводит техноло­гические указания (припуски, уклоны, зазоры, прибыли и др.) и производит технологические расчеты, позволяющие изгото­вить литейную форму, гарантирующую изготовление качест­венной отливки.

Использование САМ-программы позволяет не только сге­нерировать управляющую программу, но и оптимизировать обработку модели.

Быстрое прототипирование способствует сокращению сроков доводки изделия до требуемого уровня качества. В на­стоящее время существует большое количество методов быст­рого прототипирования, например SLA, SLS, FDM, SGC, LOM и др. Особое место среди них занимает лазерная стереолито-графия. Оптическая система и система перемещения луча ре­шают следующие задачи: сканирование лазерного луча отно­сительно поверхности жидкого фотополимера; совмещение фокуса луча с поверхностью детали в вертикальном направле­нии; фокусировка луча в пятно заданного диаметра. Пример фотополимерной модели приведен на рис. 2.

И зготовление ФПМ происходит с привлечением систем САМ и САЕ. Первая - на стадии генерации управляющих программ и ви­зуализации про­цесса изготовле­ния модели выяв­ляет наиболее ве­роятные дефект­ные зоны на ста­дии, предшест­вующей реально­му изготовлению модели (вирту­альная модель).