Аналитический обзор

Вид материалаРеферат

Содержание


Интеллектуальная система
Автоматизированного проектирования
Состояние исследований и разработок
Условия практической реализации
Ожидаемые результаты
Система формирования модели изделия
Состояние исследований и разработок
Условия практической реализации
Ожидаемые результаты
Автономные распределенные системы роботов
Автономные распределенные системы роботов
Состояние исследований и разработок
Условия практической реализации
Ожидаемые результаты
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ



ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Краткое описание


Интеллектуальной системой автоматизированного проектирования является система САПР, выполняющая детальное проектирование изделия на основе лишь самых общих данных о нем: описания изделия, его назначения, параметров сырья.

Современные САПР используются, прежде всего, для проектирования деталей машин, механизмов, печатных плат, строительных конструкций, для проектирования прокладки труб и прокладки кабельных линий, для конструирования металлических литейных форм. Полагают, что в будущем область применения САПР будет все больше расширяться.

Состояние исследований и разработок

Полагают, что временем реализации интеллектуальных САПР будет 2020 год.

Если при сравнении состояния исследований и разработок интеллектуальных САПР на сегодняшний день по странам уровень исследований и разработок в Японии принять за 100%, то в США и Европе он составляет 120%, т. е. заметно некоторое отставание Японии от США и Европы.

Условия практической реализации

Пока неясно, в какой степени можно переложить на машины творческие способности человека. Однако полагают, что благодаря разработкам новейшей техники уже сегодня можно повысить творческие способности машин. Вначале существенная часть работы в процессе проектирования оставалась за человеком. Сравнительно простые работы были переданы электронной вычислительной машине. Это повысило эффективность проектирования. В дальнейшем, часть работ, доверенная электронным вычислительным машинам, будет все больше увеличиваться.

Полагают, что социальными ограничениями для реализации интеллектуальных САПР в какой-то степени послужат стратегия развития общества, инфраструктура общества, национальное самосознание и система ценностей общества. Экономическими ограничениями будут трудности гарантирования масштабов рынка, недостаточное финансирование исследований и разработок, трудности обеспечения исследований и разработок надлежащими кадрами, трудности гарантирования снижения стоимости интеллектуальных САПР.


Для решения этих проблем необходимо тщательно проанализировать работу по проектированию, выполняемую в настоящее время конструктором сознательно (творчески) и бессознательно (нетворчески). Кроме того, необходимо выяснить, что такое творческие способности человека.

Ожидаемые результаты

Полагают, что рынок интеллектуальных САПР в 2010 году составит 10 млрд. иен (около 100 млн. долл.), в 2020 году, который является годом перехода к практической реализации интеллектуальных САПР, объем рынка достигнет 30 миллиардов иен.

В настоящее время в промышленности исследования по данной проблематике ведут 5 научно-исследовательских учреждений, в 2020 году их число достигнет 10.

Положительным воздействием, которое окажет на экономику создание интеллектуальных САПР, является создание новых САПР, поддерживающих концептуальное проектирование САПР составления движущихся изображений, а также активизация существующих отраслей промышленности по выпуску рабочих станций, ориентированных на инженерные расчеты и персональных компьютеров. Будет оказано также положительное воздействие на развитие баз данных, развитие систем автоматизированного производства и систем автоматизированного конструирования.

Отрицательное воздействие будет оказано на промышленность, выпускающую обычные САПР.

Достигнутый уровень;





Готовность к коммерциализации Объемы рынка





Наблюдаемый прирост:

низкий

средний

высокий

- финансового и кадрового обеспечения НИОКР

+







- числа патентов и диссертаций

+







- объемов субсидий и дотаций •

+







Уровень значимости для vcnexa коммерциализации:










- правительственного регулирования










- государственного участия

+







- развития инфраструктуры

+







• факторов окружающей среды










- общественного сознания

+







• масштабов рынка




+




• цены







+

- влияния рыночных механизмов










- дефицита средств на НИОКР




+




- нехватки исследователей




+






СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛИ ИЗДЕЛИЯ



СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛИ ИЗДЕЛИЯ

Краткое описание


Когда конструктор проектирует изделие, в его голове происходит переработка информации о форме этого изделия, допусков на размеры, материала, цвета, методов производства (обработки, сборки и контроля), стоимости изделия. Работа мысли разработчика завершается созданием чертежа. Чтобы поддержать процесс разработки с помощью ЭВМ, необходимо информацию об изделии вложить в машину. Таким образом, информация об изделии выступает как модель изделия.

Наиболее типичной информацией, на основании которой строится модель изделия, является информация о форме изделия, включающая допуски на размеры. Благодаря цветной многоградационной индикации модели изделия на экране графического дисплея компьютера можно еще до реального создания изделия увидеть его образ. Кроме того, модель изделия является важным средством для получения информации для систем автоматизированного производства и для определения стоимости. Например, с помощью ЭВМ на основании модели изделия можно смоделировать процесс сборки готового изделия.

Состояние исследований и разработок

Полагают, что временем реализации системы будет 2010 год.

Если при сравнении состояния исследований и разработок на сегодняшний день по странам уровень исследований и разработок в Японии принять за 100%, то объем исследований и разработок в США и в Европе составляет 120%, т. е. Япония несколько отстает от США и Европы.

Условия практической реализации

В основе ключевых технологий для реализации систем формирования модели изделия лежит техника объемного моделирования, позволяющая быстро и стабильно выполнять интегральные вычисления свободных кривых поверхностей. Также должны быть разработаны средства геометрического анализа для автоматического составления процесса обработки деталей и последовательности сборочных операций.

Чрезвычайно актуальной является также техника интеллектуального автоматизированного проектирования и техника параллельного конструирования.

Препятствия для реализации системы отчасти связаны с нынешней инфраструктурой общества, кроме того, недостаточно финансирование исследований и разработок, имеются трудности их кадрового обеспечения.

Ожидаемые результаты

Полагают, что рынок подобных систем в 2010 году будет порядка 10 млрд. иен (около 100 млн. долл.). Число научно-исследовательских учреждений в промышленности, которые в настоящее время работают над данной проблемой, равно 5, в 2010 году это число, вероятно, удвоится.

Положительное воздействие, которое окажут на экономику такие системы, определяется тем, что будут созданы новые средства объемного моделирования следующего поколения. Активизируется производство рабочих станций, ориентированных на инженерные расчеты. Создание моделей изделий окажет положительное воздействие и на развитие средств интеллектуального автоматизированного проектирования и параллельного конструирования.


Достигнутый уровень;





Готовность к коммерциализации Объемы рынка





Наблюдаемый прирост:

низкий

средний

высокий

- финансового и кадрового обеспечения НИОКР

+







- числа патентов и диссертаций

+







- объемов субсидий и дотаций

+







Уровень значимости для успеха коммерциализации:










- правительственного регулирования










- государственного участия










- развития инфраструктуры

+







- факторов окружающей среды










- общественного сознания










- масштабов рынка

+







- цены

+







- влияния рыночных механизмов

+







- дефицита средств на НИОКР




+




- нехватки исследователей




+






АВТОНОМНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ РОБОТОВ














АВТОНОМНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ РОБОТОВ

Краткое описание

Современные промышленные роботы обычно работают по одному или по два (в этом случае изготовители называют их совмещаемыми). Однако, программа их работы должна быть заранее и в деталях предоставлена человеком. Таким образом, современный робот не является самостоятельным в том смысле, что он не может работать, если ему не была задана извне подробная программа его работы.

Однако, ее создание требует весьма сложных и больших затрат труда, поэтому желательно, чтобы роботы будущего могли сами составлять такую программу, получив задание в виде конечной цели работы. Желательно, чтобы роботы могли распознавать, не произошло ли что-либо непредвиденное, типа столкновения. Такие роботы называются автономными роботами.

Кроме того, для повышения эффективности и гибкости работы, а также для организации совместной работы нескольких роботов с целью перемещения массивной заготовки, которую нельзя транспортировать с помощью одного робота, следует распределять работу одной серии между несколькими роботами. Группа таких роботов называется независимой распределенной системой.

Состояние исследований и разработок

Полагают, что практическая реализация автономных распределен­ных систем начнется до 2010 год.

Если при сравнении состояния исследований и разработок на сегодняшний день по странам уровень исследований и разработок в Японии принять за 100%, то в США он составляет 100% (на рис. - 120%), в Европе - 90%.

Условия практической реализации

Как основу ключевых технологий, являющихся необходимыми условиями реализации автономной распределенной системы роботов, следует особо отметить технику систем передачи данных, поскольку требуется передавать огромные массивы данных между роботами.

Кроме того, для обеспечения совместной работы нескольких роботов необходимо разработать эффективную технику управления. Необходимы также средства планирования задач, эффективные датчики для роботов, адаптивное управление по усилию конечных звеньев роботов.


Ожидаемые результаты

Полагают, что рынок автономных распределенных систем управления в 2010 году составит 10 млрд. иен (около 100 млн. долл.).

В 2000 году насчитывалось порядка 30 научно-исследовательских учреждений, занятых исследованиями и разработками в этой области.

Положительное воздействие, которое окажет на экономику создание автономных распределенных систем управления роботов, выразится в появлении новых изделий и производств, а именно, промышленных роботов, способных перестраивать манипуляторы в соответствии с разными типами работ; автономных распределенных роботов для перемещения тяжелых заготовок; микророботов, запоминающих состояния (ячеистых роботов); автономных распределенных микророботов для выполнения совместных работ. Кроме того, активизируется промышленность, связанная с производством машин и механизмов, сборочная промышленность, промышленность, выпускающая транспортные системы. Положительное воздействие будет оказано на бытовую игровую аппаратуру, на биопромышленность.

Достигнутый уровень;





Готовность к коммерциализации Объемы рынка





Наблюдаемый прирост:

низкий

средний

высокий

- финансового и кадрового обеспечения НИОКР




+




- числа патентов и диссертаций




+




- объемов субсидий и дотаций




+




Уровень значимости для успеха коммерциализации:










- правительственного регулирования










- государственного участия










- развития инфраструктуры










- факторов окружающей среды










- общественного сознания










- масштабов рынка

+







- цены

+







- влияния рыночных механизмов

+







- дефицита средств на НИОКР

+







- нехватки исследователей

+