Применение CALS-технологий

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время особая значимость отведена проблеме достижения и поддержания на определенном уровне качества продукции и услуг, что подтверждается рядом исследований, общепризнанных зарубежных [1] и отечественных ученых [2] в области проблем обеспечения и улучшения качества продукции и услуг.
Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования процессов управления качеством современных высокотехнологичных предприятий является разработка, и реализация комплекса мер по организации условий повсеместного электронного обмена информацией между персоналом предприятия [3].
Общемировая тенденция развития информационных технологий (ИТ) характеризуется нарастающими темпами использования электронной формы представления данных во всех сферах производственной деятельности человека. Во многом это обусловлено взглядом на проблему внедрения и использования передовых методов представления и обмена электронной формой информации на самом высоком государственном уровне, о чем свидетельствует планомерная реализация ряда государственных программ в области развития ИТ и повышения конкурентоспособности промышленности. Большое значение отведено развитию концепций электронного обмена информацией в целях формирования цифровой экономики РФ, будущей ступени развития глобальной экономической системы.
1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ.
В настоящее время, одним из наиболее перспективных направлений развития современных средств и способов представления и обмена электронной информацией на современных промышленных предприятиях, является создание условий повсеместной непрерывной информационной поддержки процессов жизненного цикла производимой ими продукции, на основе применения CALS-технологий (англ. Continuous Acquisition and Life Cycle Support – непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделия) [4]. Русскоязычным аналогом понятия CALS является ИПИ (информационная поддержка изделий).
Применение CALS-технологий направлено на реализацию концепции глобальной стратегии в отношении разработки и управления деловой и технической информацией при помощи информационной интеграции и оптимизации процессов предприятия [5].
CALS-технологии возникли примерно в 80-ых годах прошлого века при совместной инициативе департамента промышленности и министерства обороны США [6], как система автоматизированного материально-технического обеспечения. Министерство обороны США рассчитывало при помощи CALS сократить время на производство сложных средств вооружения и снизить себестоимость в серийном производстве. Постепенно идея применения CALS перешла на другие отрасли промышленности в США и очень быстро распространилась по всему миру/
Проекты и принципы CALS были приняты вооруженными силами ряда других стран, в частности в Канаде, Австралии, Великобритании, Швеции и Японии, в ряде случаев, используют ту же аббревиатуру или аналогичные адаптированные к местным условиям.
В настоящее время использование CALS-технологий становится важнейшим, стратегическим направлением развития всей системы технологий в развитых странах мира. Идеи применения CALS-технологий активно развиваются в промышленности России. Русскоязычным аналогом CALS является ИПИ. В России функционирует научно-исследовательский центр (НИЦ) CALS-технологий «Прикладная логистика», являющийся ведущей организацией по разработке и внедрению CALS-технологий в оборонную промышленность. За короткое время при поддержке Минэкономики России НИЦ CALS-технологий выполнил работы, результаты которых уже сегодня активно используются так же и в различных отраслях промышленности [7].
2 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ НА СОВРЕМЕННЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.
Говоря о смысле применения CALS-технологий, то в общем виде идея этих технологий заключается в обеспечении непрерывной информационной поддержки изделия на этапах его ЖЦ [8], посредством отображения реальных процессов на виртуальную оцифрованную интегрированную информационную среду (ИИС) и включает: маркетинговые исследования; составление технического задания; проектирование; технологическая подготовка производства; изготовление; поставка; эксплуатация; утилизация.
Главный принцип применения CALS заключается в следующем: «Информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией)» [9]. Таким образом, ИИС становится базой для хранения и предоставления информации по требованию пользователя.
Одним из ключевых принципов CALS-технологий является применение персоналом в своей работе исключительно электронной формы документации и отказ от бумажных форм документов. Все это предполагает создание в центральной части структуры предприятий (основанной на принципах CALS) условий повсеместного электронного документооборота (ЭДО), являющегося центральной частью ИИС.
Совокупность инвариантных понятий CALS-технологий, условно подразделяется на три основные группы, описание которых приведено в Таблице 1.
Таблица 1 – Инвариантные понятия CALS [9]
Группа понятий Составляющие группу понятия
Базовые CALS
принципы - анализ и реинжиниринг бизнес-процессов;
- безбумажный обмен данными с использованием электронно-цифровой подписи;
- параллельный инжиниринг;
- системная организация производственных процессов ЖЦ изделия (интегрированная логистическая поддержка).
Базовые технологии управления данными - автоматизированные системы конструкторского и технологического проектирования (CAE/CAD/CAM);
- программные средства управления данными об изделии (изделиях) (PDM);
- автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием (MRP/ERP);
- программно-методические средства анализа логистический поддержки и ведения баз данных по результатам такого анализа (LSA/LSAR);
- программные средства управления потоками работ (WF);
- методология и программные средства моделирования и анализа бизнес-процессов (SADT) и др.
Базовые технологии управления процессами - управление проектом;
- управление данными об изделии;
- управление конфигурацией изделия;
- управление ИИС, в том числе информационными потоками;
- управление качеством;
- управление потоками работ;
- управление изменениями производственных и организационных структур.
3 ОСОБЕННОСТИ ИНТЕГРАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КОНСТРУКТОРСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИИ
При создании нового изделия и технологической подготовке его производства средствами конструкторских и технологических автоматизированных систем САЕ/CAD/CAM в ИИС создаются информационные объекты (ИО), описывающие структуру изделия, его состав и все входящие компоненты: детали, подузлы, узлы, агрегаты, комплектующие, материалы и т.д. [10].
Каждый ИО обладает атрибутами, описывающими свойства физического объекта: технические требования и условия, геометрические (размерные) параметры, массогабаритные показатели, характеристики прочности, надежности, ресурса и другие свойства изделия и его компонентов.
При электронном проектировании средствами систем CAE/CAD/CAM должны использоваться и электронные средства управления конфигурацией, отвечающие, в частности, требованиям стандарта ИСО 10303-203.
ИО в составе базы данных (БД) содержат в произвольном формате информацию, требуемую для выпуска и поддержки технической документации, необходимой всех стадиях ЖЦ для всех изделий, выпускаемых предприятием. Каждый ИО идентифицируется уникальным кодом и может быть извлечен из БД для выполнения действий с ним. БД обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности:
- заказчиков (владельцев) изделия;
- разработчиков (конструкторов), технологов, управленческого и производственного персонала предприятия-изготовителя;
- эксплуатационного и ремонтного персонала заказчика и специализированных служб.
Практико-ориентированное использование ИО созданных при помощи систем CAE/CAD/CAM, а так же интегрированное функционирование совокупности всех технологий управления данными осуществляется в рамках особой информационной PDM – системы.
Современные PDM-системы позволяют реализовать интеграционное управление инструментами разработки, данными проектирования, процессами проектирования и ресурсами и используют передовые сетевые коммуникационные технологии и технологии баз данных.
Применение PDM-системы как центральной части практико-ориентированного аппарата CALS позволяет обеспечивать ведение архива предприятия, номенклатуры изделий, технического и офисного документооборота, управление проектами, составом изделий и бизнес-процессами.
PDM-система позволяет охватывать этапы ЖЦ посредством управления всей необходимой информации об изделии. Управление информацией осуществляется интеграцией каждого этапа ЖЦ изделия в набор модулей PDM.
Основными свойствами PDM-систем выступают:
- управление инженерными данными о продукции;
- возможность быстрого поиска и многократного использования информации;
- простота обмена информацией и, как следствие, возможность сотрудничества с другими подразделениями компании и др.
Таким образом, интегрированное взаимодействие автоматизированных систем конструкторского и технологического проектирования в концепции использования CALS-технологий достигается через реализацию созданных при помощи CAE/CAD/CAM систем ИО в ИИС и их использование в программных средства управления данными об изделии (изделиях).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитие и использование ИТ в целях повышения уровня качества информатизации предприятий становится одним из главных факторов их экономического роста за счет повышения качества и конкурентоспособности производимой ими высокотехнологичной продукции.
Ключевым направлением развития процессов управления качеством информатизации на современных высокотехнологичных предприятиях является разработка, и реализация комплекса мер по созданию повсеместного электронного обмена информацией между персоналом предприятия на основе применения CALS-технологий.
В настоящее формирование информатизации промышленных предприятий на основе применения CALS-технологий сопряжено с рядом характерных проблем. На основании проведенного анализа, следует сделать вывод о важности практической составляющей результатов решения данных проблем. Именно практические рекомендации в наибольшей степени позволят стимулировать организации для повсеместного внедрения и использования CALS-технологий
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Crosby P. Quality is Free. – New York: McGraw-Hill Book Co., 1979. – 309 p.
2. Окрепилов В.В. Менеджмент качества. Учебник в 2 томах. – СПб.: «Наука», 2003. – 503 с.
3. Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» (2017 – 2020 гг.) // СПС Консультант плюс.
4. Kuznetsov V.P., Garina E.P., Andryashina N.S., Romanovskaya E.V. Implementation of CALS Systems as a Condition of Information Economy’s Formation in the Russian Production Practice. Models of Modern Information Economy: Conceptual Contradictions and Practical Examples. UK, Bingley: Emerald Publishing Limited, 2018. – P. 99-114.
5. Lefebvre L.A., Lefebvre E., Mohnen P. Doing Business in the Knowledge-Based Economy: Facts and Policy Challenges. Springer Since and Business Media, 2012. – 494 p.
6. Ilinykh M.A. CALS-TECHNOLOGIES // Инновационные процессы в исследовательской и образовательной деятельности. – 2014. – №. 1. – С. 209-213.
7. Кабанов А.Г., Давыдов А.Н., Барабанов В.В., Судов Е.В. CALS- технологии для военной продукции // Стандарты и качество. – 2000. – №. 3. – C. 33-38.
8. Левин А.И., Судов Е.В. CALS – сопровождение жизненного цикла // Открытые системы. – 2001. – №. 3. – С. 58-62.
9. Колмыкова О. Н. Жизненный цикл CALS-технологии // Вестник ТГУ. – 2008. – №. 3. – С. 38-40.
10. Судов Е.В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели. – М.: ООО Издательский дом "МВМ", 2003. – 264 с.