4. Robotic Operating System ros. Навигация мобильного робота с использованием специализированных пакетов ros.

ROS (Robot Operating System) — Операционная система для роботов — это фреймворк для программирования роботов, предоставляющий функциональность для распределённой работы. ROS был первоначально разработан в 2007 году под названием switchyard в Лаборатории Искусственного Интеллекта Стэнфордского Университета.

ROS обеспечивает стандартные службы операционной системы, такие как: аппаратную абстракцию, низкоуровневый контроль устройств, реализацию часто используемых функций, передачу сообщений между процессами, и управление пакетами. ROS основан на архитектуре графов, где обработка данных происходит в узлах, которые могут получать и передавать сообщения между собой. Библиотека ориентирована на Unix-подобные системы.

ROS имеет две основные «стороны»: стороны операционной системы ros, как описано выше и ros-pkg, набор поддерживаемых пользователями пакетов (организованных в наборы, которые называются стек), которые реализуют различные функции робототехники: SLAM, планирование, восприятие, моделирование и др.

5. Информационная поддержка проектирования: cals- технологии и step-стандарты, организация информационных обменов.

В настоящее время на мировом рынке наукоемких промышленных изделий отчетливо выделяются три основные тенденции: повышение сложности и ресурсоемкости изделий; повышение конкуренции на рынке; развитие кооперации между участниками жизненного цикла (ЖЦ) изделия. Добиться повышения конкурентоспособности изделия можно, например, за счет повышения степени удовлетворения требований заказчика, сокращения сроков создания изделия, сокращения затрат на создание изделия. Основным способом повышения конкурентоспособности изделия является повышение эффективности процессов его ЖЦ, т. е. повышение эффективности управления ресурсами, используемыми при выполнении этих процессов. В настоящее время существует большое количество методик, предназначенных для повышения эффективности управления ресурсами разного типа: материальными, финансовыми, кадровыми или информационными. Концепция CALS. Основой концепции CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) является повышение эффективности процессов ЖЦ изделия за счет оперативного и доступного использования информации об изделии. Задачей CALS является преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс путем реструктуризации (реинжиниринга) входящих в него бизнес-процессов. CALS рассматривается как непрерывное развитие и поддержка ЖЦ и олицетворяет две основные идеи, реализующие задачу CALS. Первая часть термина «CALS» — Continuous Acquisition — означает постоянное повышение эффективности (развитие) как самого изделия, так и процессов взаимодействия между поставщиком и потребителем изделия в течение его ЖЦ. Вторая часть термина — Life cycle Support — обозначает путь внедрения новых организационных методик разработки изделия, например, параллельного проектирования, междисциплинарных рабочих групп, иных методик. Новые методики могут потребовать увеличения инвестиций на этапах создания и модернизации изделия, но позволят более полно учесть потребности заказчика и условия эксплуатации, что, в свою очередь, приведет к снижению затрат на этапах эксплуатации и обслуживания изделия и, в конечном итоге, к сокращению затрат на весь ЖЦ изделия. Можно выделить две основные проблемы, стоящие на пути повышения эффективности управления информацией. Во-первых, с повышением сложности изделий и применением для их разработки современных компьютерных систем значительно увеличивается объем данных об изделии. При этом прежние методы работы с данными уже не позволяют обеспечивать их точность, целостность и актуальность при сохранении приемлемых временных и материальных затрат. Во-вторых, увеличение количества участников про-

екта приводит к возникновению серьезных проблем при обмене информацией, связанных с коммуникационными барьерами (например, несовместимость компьютерных систем).

Отсюда и вытекают основные задачи CALS: создание единого информационного пространства (ЕИП), повышение эффективности управления информацией, преодоление коммуникационных барьеров, повышение эффективности процессов ЖЦ и взаимодействия между участниками процесса, снижение временных и материальных издержек, более полное удовлетворение запросов заказчика и пользователя.

CALS-технологии. При реализации стратегии CALS используются три группы методов, называемых CALS-технологиями:

технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов — набор организационных методов реструктуризации способа функционирования предприятия с целью повышения его эффективности (эти технологии нужны для перехода от бумажного документооборота к электронному, а также для внедрения новых методов разработки изделия);

технологии представления в электронном виде данных, относящихся к отдельным процессам ЖЦ изделия (эти технологии предназначены для автоматизации отдельных процессов ЖЦ (первый этап создания ЕИП));

технологии интеграции данных об изделии — набор методов для интеграции автоматизированных процессов ЖЦ и относящихся к ним данных, представленных в электронном виде, в рамках ЕИП.

При автоматизации отдельных процессов ЖЦ изделия используются существующие прикладные программные средства (САПР, АСУП и т. п.), однако к ним предъявляется важное требование — наличие стандартного интерфейса к представляемым им данным. При интеграции всех данных в рамках ЕИП применяются специализированные программные средства — системы управления данными об изделии.

STEP — (англ. STandard for Exchange of Product model data — стандарт обмена данными модели изделия) — совокупность стандартов ISO 10303 используемая в САПР. Позволяет описать весь жизненный цикл изделия, включая технологию изготовления и контроль качества продукции. Цель международного стандарта ISO 10303 (STEP) для компьютерного представления и обмена данными о продукте - дать нейтральный механизм описания данных о продукте на всех стадиях его ЖЦ, не зависящий от конкретной системы. Природа такого описания делает его подходящим не только для нейтрального файла обмена, но и в качестве базиса для реализации и распространения баз данных о продукте, а также для архивирования.

STEP – это стандарт, который предназначен для хранения данных об изделии, в том числе состава изделия, структуры, геометрических моделей, свойств и характеристик и т.д. Созданная однажды модель изделия используется многократно. В нее вносятся дополнения и изменения, она служит отправной точкой при модернизации изделия. Модель изделия в соответствии с этим стандартом включает: геометрические данные, информацию о конфигурации изделия, данные об изменениях, согласованиях и утверждениях.

Стандарт ISO 10303 построен таким образом, что помимо базовых элементов (интегрированных ресурсов) в его состав входят так называемые прикладные протоколы, определяющие конкретную структуру информационной модели для различных предметных областей (автомобилестроение, судостроение, строительство, электроника и т. д.). Все прикладные протоколы (прикладные информационные модели) базируются на стандартизованных интегрированных ресурсах. Таким образом, при создании нового прикладного протокола обеспечивается преемственность с уже существующими решениями.

Стандартный способ представления конструкторско-технологических данных позволяет решить проблему обмена информацией между различными подразделениями предприятия, а также участниками кооперации, оснащенными разнородными системами проектирования. Использование международных стандартов обеспечивает корректную интерпретацию хранимой информации, возможность оперативной передачи функций одного подрядчика другому, который, в свою очередь, может воспользоваться результатами уже проделанной работы. Это особенно важно для изделий с длительным ЖЦ, когда необходимо обеспечить преемственность информационной поддержки продукта, независимо от складывающейся рыночной или политической ситуации.

Стандарт STEP регламентирует: логическую структуру базы данных (БД), номенклатуру информационных объектов, хранимых в БД, их связи и атрибуты. Типовые информационные объекты, такие как данные о составе изделия, материалах, геометрии изделия, независимые от характера описания изделия, называются в стандарте "интегрированными ресурсами", на основе которых строятся схемы баз данных об изделии для разных предметных областей: автомобилестроения, судостроения, аэрокосмической промышленности и т.д. Готовые схемы баз данных называются в стандарте "протоколами (правилами) применения" и представляют собой типовые решения. Стандарт также предусматривает способы взаимодействия с хранилищем данных - с помощью текстового обменного файла (ISO 10303-21) и через стандартный программный интерфейс ( Standard Data Access Interface - SDAI - ISO 10303-22).

На основе стандартов семейства STEP :

-создается структурированное электронное хранилище конструкторских данных об изделии, интегрирующего процессы разработки и получаемые результаты в единое целое

-подготавливается лицензионная документация, при продаже лицензии и передаче ее в электронном виде

-производится обмен данными между предприятиями, применяющими разнородные системы автоматизированного проектирования