9986

Комплексные автоматизированные системы. CALS - технология

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Комплексные автоматизированные системы. CALS технология Вопросы Концепция CALSтехнологии. Стратегия CALS CALSтехнология в России Концепция CALS - технологии Основой концепции CALS является повышение эффективности процессов жизненного цикла изделия за ...

Русский

2013-03-19

127.5 KB

33 чел.

Комплексные автоматизированные системы.

CALS - технология

Вопросы

8.1 Концепция CALS-технологии

8.2 Стратегия CALS

8.3 CALS-технология  в России

1 Концепция CALS – технологии

Основой концепции CALS является повышение эффективности процессов жизненного цикла изделия за счет повышения эффективности управления информацией об изделии. Задачей CALS является преобразование жизненного цикла изделия в высокоавтоматизированный процесс путем реструктуризации (реинжиниринга) входящих в него бизнес-процессов (рисунок 7.1).

CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) переводится как «непрерывное развитие и поддержка жизненного цикла» и символизирует 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 жизненного цикла. Вторая часть термина «CALS» (Life cycle Support) обозначает путь такого развития: внедрение новых организационных методик разработки изделия, например, параллельного проектирования или междисциплинарных рабочих групп. Это приведет к увеличению инвестиций на этапах создания и модернизации изделия, но позволит 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 жизненный цикл изделия.

Можно выделить две основные проблемы, стоящие на пути повышения эффективности управления информацией. Во-первых, с увеличением 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 проекта по разработке изделия (особенно в случае виртуального предприятия) приводит к возникновению серьезных проблем при обмене информацией между участниками из-за наличия между ними коммуникационных барьеров (например, из-за несовместимости компьютерных систем).

Основное содержание концепции CALS, принципиально отличающее ее от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла изделия.

Эти инвариантные понятия условно делятся на три группы:

  •  базовые принципы CALS;
  •  базовые управленческие технологии;
  •  базовые технологии управления данными.

К числу первых относятся:

  •  системная информационная поддержка жизненного цикла изделия на основе использования интегрированной информационной среды, обеспечивающая минимизацию затрат в ходе жизненного цикла;
  •  информационная интеграция за счет стандартизации информационного описания объектов управления;
  •  разделение программ и данных на основе стандартизации структур данных и интерфейсов доступа к ним, ориентация на готовые коммерческие программно-технические решения (Commercial Of The Shelf − COTS), соответствующие требованиям стандартов;
  •  безбумажное представление информации, использование электронно-цифровой подписи;
  •  параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);
  •  непрерывное совершенствование бизнес-процессов (Business Processes Reengineering).

К числу вторых относятся технологии управления процессами, инвариантные по отношению к объекту (продукции):

  •  управление проектами и заданиями (Project Management/Workflow Management);
  •  управление ресурсами (Manufacturing Resource Planning);
  •  управление качеством (Quality Management);
  •  интегрированная логистическая поддержка (Integrated Logistic Support).

К числу третьих относятся технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах и среде.

2 Стратегия CALS

Путь реализации концепции CALS содержится в стратегии CALS, предполагающей создание единого информационного пространства для всех участников жизненного цикла изделия (в том числе, эксплуатирующих организаций). Единое информационное пространство должно обладать следующими свойствами:

  •  представляться в электронном виде;
  •  охватывать всю информацию, созданную об изделии;
  •  являться единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками жизненного цикла исключен);
  •  строиться только на основе международных, государственных и отраслевых информационных стандартов;
  •  строиться с использованием программно-аппаратных средств, уже имеющихся у участников жизненного цикла;
  •  постоянно развиваться.

Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания единого информационного пространства:

  •  автоматизация отдельных процессов (или этапов) жизненного цикла изделия и представление данных на них в электронном виде;
  •  интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках единого информационного пространства.

Основными преимуществами единого информационного пространства являются:

  •  обеспечение целостности данных;
  •  возможность организации доступа к данным географически удаленных участников жизненного цикла изделия;
  •  отсутствие потерь данных при переходе между этапами жизненного цикла изделия;
  •  изменения данных доступны сразу всем участникам жизненного цикла изделия;
  •  повышение скорости поиска данных и доступа к ним по сравнению с бумажной документацией;
  •  возможность использования различных компьютерных систем для работы с данными.

Единое информационное пространство может быть создано для организационных структур разного уровня: от отдельного подразделения до виртуального предприятия или корпорации. При этом различается и эффект, получаемый от создания единого информационного пространства (таблица 7.1).

Таблица 7.1 − Эффективность применения ЕИП

Организационная структура

Повышение эффективности управления процессами

Повышение эффективности управления данными

Повышение эффективности обмена данными внутри структуры

Подразделение предприятия

Среднее

Высокое

Низкое

Отдельное предприятие

Высокое

Высокое

Среднее

Виртуальное предприятие (корпорация)

Высокое

Высокое

Высокое

Эксплуатирующая организация

Среднее

Высокое

Среднее

При реализации стратегии CALS должны использоваться три группы методов, называемых CALS-технологией:

  •  технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов – набор организационных методов реструктуризации способа функционирования предприятия с целью повышения его эффективности (эти технологии нужны для того, чтобы корректно перейти от бумажного к электронному документообороту и внедрить новые методы разработки изделия);
  •  технологии представления данных об изделии в электронном виде – набор методов для представления в электронном виде данных об изделии, относящихся к отдельным процессам жизненного цикла изделия, эти технологии предназначены для автоматизации отдельных процессов жизненного цикла (первый этап создания единого информационного пространства);
  •  технологии интеграции данных об изделии – набор методов для интеграции автоматизированных процессов жизненного цикла и относящихся к ним данных, представленным в электронном виде, в рамках единого информационного пространства (эти технологии относятся ко второму этапу создания единого информационного пространства).

При автоматизации отдельных процессов жизненного цикла 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 об изделии в рамках единого информационного пространства применяются специализированные программные средства – системы управления данными об изделии (PDM – Product Data Management). Задачей PDM-системы является аккумулирование всей информации об изделии, создаваемой прикладными системами, в единую логическую модель. Процесс взаимодействия PDM-системы и прикладных систем строится на основе стандартных интерфейсов.

Стандартные интерфейсы взаимодействия компьютерных систем можно разделить на четыре группы:

  •  функциональные стандарты − задают организационную процедуру взаимодействия компьютерных систем (например, IDEF0);
  •  стандарты на программную архитектуру − задают архитектуру программных систем, необходимую для организации их взаимодействия без участия человека (например, CORBA);
  •  информационные стандарты − задают модель данных об изделии, используемую всеми участниками жизненного цикла;
  •  коммуникационные стандарты − задают способ физической передачи данных по локальным и глобальным сетям (например, Internet-стандарты).

Поскольку потребитель тоже является полноправным участником жизненного цикла изделия, необходимо обеспечение для него доступа в единое информационное пространство. Однако использование для этих целей PDM-системы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. К тому же, если потребитель эксплуатирует изделия от разных поставщиков, ему придется иметь дело с разными информационными пространствами и, соответственно, разными PDM-системами. Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы только эксплуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к единому информационному пространству он будет использовать не PDM-систему, а интерактивные электронные технические руководства.

Интерактивное электронное техническое руководство разрабатывается поставщиком, обеспечивает доступ потребителя к эксплуатационной информации об изделии в едином информационном пространстве и имеет стандартный интерфейс пользователя (например, согласно MIL-M-87268), что позволяет сотрудникам эксплуатирующей организации одновременно обслуживать изделия от разных поставщиков.

Областями применения CALS-технологии принято считать (рисунок 7.2):

  •  совершенствование деятельности в области разнородных процессов, происходящих на всех этапах жизненного цикла продукции;
  •  управление цепочками поставок в течение всего жизненного цикла продукции (от создания концепции изделия до его утилизации);
  •  электронная интеграция организаций (предприятий), участвующих в этих процессах на различных этапах жизненного цикла;
  •  управление поддержкой жизненного цикла продукции.

Рисунок 7.2 − Применение CALS-технологии

Несмотря на специфику производственных процессов разных предприятий, их значительная доля работает по следующей циклической экономико-технологической схеме:

  •  анализ спроса на продукцию, формирование портфеля договоров, заказов и пр.;
  •  планирование производства и его ресурсов;
  •  подготовка производства, разработка новых или модификация текущих изделий;
  •  снабженческая деятельность, обеспечение процесса основного производства;
  •  собственно производство изделий и услуг;
  •  реализация продукции и расчеты с заказчиками;
  •  государственная отчетность;
  •  анализ производственного цикла, определение реальной себестоимости;
  •  управление сервисным обслуживанием;
  •  распределение прибыли, возврат кредитов и займов;
  •  вложение средств в следующий производственный цикл.

Обеспечение этих основных бизнес-процессов − главная задача интегрированного информационного пространства, в основе которого лежит использование открытых архитектур, международных стандартов, совместных хранилищ данных и апробированных программно-технических средств.

Процессы, протекающие в ходе жизненного цикла продукта, можно представить как совокупность процессов поставщика, субпоставщика и потребителя, объединенных посредством прямых и обратных связей. Жизненный цикл конечного продукта необходимо рассматривать с учетом жизненного цикла входящих в него компонентов, результатов деятельности субпоставщиков.

В рамках жизненного цикла происходит информационное взаимодействие. Существо концепции CALS составляют технологии и методы представления данных о продукте, процессах и среде, разработанные таким образом, чтобы сделать возможным использование однажды созданной информации на последующих стадиях жизненного цикла.

Возможность совместного использования информации обеспечивается ключевым элементом CALS − международными стандартами, регламентирующими представление данных и технологию доступа к данным, их правильную интерпретацию, а также использованием компьютерных сетей (прежде всего Internet) и апробированных программно-технических решений.

3 CALS – технология в России

Россия существенно отстает от ведущих промышленно развитых стран в части внедрения современных информационных технологий, в том числе технологий CALS. Это отставание чревато далеко идущими негативными последствиями, прежде всего высокой вероятностью резкого сокращения экспортного потенциала российских производителей наукоемкой продукции, вплоть до полного вытеснения их с международного рынка.

Мировой рынок полностью отторгнет продукцию, не снабженную электронной документацией и не обладающую средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий жизненного цикла. Уже сегодня многие иностранные заказчики отечественной продукции выдвигают требования, удовлетворение которых невозможно без внедрения CALS-технологии:

  •  представление конструкторской и технологической документации в электронной форме;
  •  представление эксплуатационной и ремонтной документации в форме интерактивных электронных технических руководств, снабженных иллюстрированными электронными каталогами запасных частей и вспомогательных материалов и средствами дистанционного заказа запчастей и материалов;
  •  организация интегрированной логистической поддержки изделий на постпроизводственных стадиях их жизненного цикла;
  •  наличие и функционирование электронной системы каталогизации продукции;
  •  наличие на предприятиях соответствующих требованиям стандартов ИСО 9000:2000 систем менеджмента качества и т. д.

Выполнение этих требований предопределяет необходимость внедрения на отечественных предприятиях CALS-технологии в полном объеме.

В период с 1999-го по 2002 год Минпромнауки РФ совместно с Госстандартом РФ и Минобразования РФ осуществили ряд мер, направленных на создание предпосылок к внедрению CALS-технологии в промышленности России.

Были созданы начальные элементы инфраструктуры, необходимой для разработки и внедрения CALS-технологии: Государственный научно-образовательный центр CALS-технологии, Научно-исследовательский центр (НИЦ) CALS-технологии «Прикладная логистика» и технический комитет ТК 431 Госстандарта России, координирующий разработку отечественной нормативной базы.

Подготовлены научно-методические разработки: концепция развития CALS-технологии в промышленности России, концепция интегрированной логистической поддержки наукоемких изделий и концепция внедрения CALS-технологии на машиностроительном предприятии.

Предприняты разработки в области создания нормативной базы: Госстандарт РФ утвердил шесть документов ГОСТ Р ИСО 10303 и шесть документов в статусе рекомендаций по стандартизации Р 50. Были подготовлены проекты 7 ГОСТ Р и три проекта авиационных отраслевых стандартов. Кроме того, разработана программа работ по подготовке новых стандартов и корректировке существующих (ЕСКД, СРПП и др.).

Созданы программные средства, реализующие CALS-технологию. В их числе программный продукт Technical Guide Builder, предназначенный для автоматизированной подготовки электронной технической эксплуатационной документации на экспортируемую продукцию, соответствующей требованиям CALS-стандартов. Создание с помощью этого продукта интерактивных электронных технических руководств значительно повышает конкурентоспособность продукции. Другой продукт − PDM STEP Suite − служит для управления данными об изделии в процессе конструирования и технологической подготовки производства, что крайне необходимо предприятиям, как разрабатывающим наукоемкую продукцию, так и продающим лицензии на ее производство.

Наконец, разработаны методические основы создания интегрированной системы управления качеством продукции, соответствующей требованиям стандартов ИСО серии 9000 версии 2000 года.

Отдельные элементы CALS-технологии успешно внедрены на ВАЗе, АВПК «Сухой», МАПО «МиГ», ММПП «Салют» и других предприятиях и комплексах. Работы по внедрению CALS-технологий в промышленность России интенсивно продолжаются при пристальном внимании и поддержке Минпромнауки РФ, Госстандарта РФ и других министерств и ведомств России.


ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ИЗДЕЛИЯ

  Интегрированная

   информационная

   среда

азовые CALS-принципы

Маркетинг

Проектирование

Производство

Продажи, поставки

Эксплуатация

Базовые технологии управления данными

Базовые технологии управления процессами

Риунок 7.1 − Концептуальная модель CALS


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82686. Нахождение дроби от числа. Нахождение числа по его части, выраженной дробью 87 KB
  Закрепить понятия: обыкновенная дробь, числитель дроби, знаменатель дроби; сформировать умение записывать и читать обыкновенные дроби, изучить правила нахождения дроби от числа и числа по его дроби. Создавать у школьников положительную мотивацию к выполнению умственных и практических занятий.
82687. Действия над многочленами 88 KB
  Задачи: систематизировать материал по данной теме. провести диагностику усвоения системы знаний и умений и её применения для выполнения практических заданий стандартного уровня с переходом на более высокий уровень. развивать познавательные процессы, память, мышление, внимание...
82688. Добрые дела живут на белом свете 28.9 KB
  Цель: закреплять представления детей о добрых делах, понимать, что вежливые слова помогают людям в общении; упражнять в грамотном построении ответов на заданные вопросы. Развивать способность детей к сопереживанию, устанавливать причинно-следственные связи. Упражнять в подборе слов-антонимов, воспитывать чувство доброты.
82689. Переключательная схема 127 KB
  Переключательная схема это схематическое изображение некоторого устройства состоящего из переключателей и соединяющих их проводников а также из входов и выходов на которые подаётся и с которых снимается электрический сигнал.
82690. Будова атома 40.22 KB
  Освітня: повторити і узагальнити знання про будову атома шляхом інтеграції наукових знань, отриманих на уроках фізики і хімії; встановити рівень засвоєння навчального матеріалу з теми «Будова атома»; підготувати учнів до освоєння матеріалу по наступній темі.
82691. Чи модно бути патріотом? 60.5 KB
  Кожен з присутніх має можливість висловити власну думку чи точку зору. Можливо, наша сьогоднішня зустріч допоможе вам знайти відповіді на запитання, які вас хвилюють. Я запрошую всіх, кому не байдуже наше майбутнє, до обговорення.
82692. Приготовление рассольника ленинградского 66.5 KB
  Цели урока: Обучающая – формирование системы умений по осуществлению полного технологического цикла приготовления рассольника ленинградского. Развивающая – освоение репродуктивных умений комплексного планирования профессиональных действий, выбора наиболее рационального их сочетания и чередования...
82693. Абагульняючы ўрок-гульня па беларускай літаратуры ў 6 класе 52.5 KB
  Настаўнік. На працягу першай і другой чвэрці вы, дарагія сябры, пазнаёміліся з цікавымі творамі на розныя тэмы. Спадзяюся, што яны пакінулі ў вашых сэрцах незабыўны след, што вам запомнілася вобразнасць мастацкага слова і вы не засталіся абыякавымі да лёсу літаратурных герояў.
82694. Зв’язок іменників з прикметниками у реченні 67.5 KB
  Мета уроку: поглиблювати знання учнів про роль прикметників у мовленні, про зв’язок прикметників з іменниками, вчити розпізнавати прикметники, ставити до них питання; розвивати навички правильної вимови і написання словникових слів; виховувати повагу і любов до матері, естетичні почуття.