logo search
Konspekt_lektsy_3_St

Cals- технологии

В настоящее время применение современных информационных технологий является одним из главных инструментов повышения качества выпускаемой продукции и эффективности промышленного производства. Ситуация на мировом рынке наукоёмкой продукции развивается в сторону полного перехода на безбумажную электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта наукоёмкой продукции. В настоящее время невозможно будет продать на внешнем рынке продукцию машиностроения без соответствующей международным стандартам безбумажной электронной документации. Электронные технологии поддержки всех этапов жизненного цикла продукции называются CALS-технологиями. Применение CALS-технологий является чрезвычайно актуальной задачей для повышения конкурентоспособности отечественных товаропроизводителей. Без применения современных технологий автоматизации у предприятий-производителей наукоёмкой продукции просто нет будущего. Дело в том, что, не владея этими технологиями, отечественные предприятия не смогут взаимодействовать на одном информационном языке с отечественными и зарубежными заказчиками и потребителями продукции. Но главное состоит в том, что применение CALS-технологий позволяет значительно снизить себестоимость производимой продукции при значительном одновременном повышении её качества и удобства эксплуатации. Таким образом, не применяя новых технологий, отечественные предприятия-производители наукоёмкой продукции становятся неконкурентоспособными на внешнем рынке, а в перспективе и на внутреннем рынке.

Минобрнауки Российской федерации было организовано выполнение комплекса научно-исследовательских работ, обеспечивающих эффективную реализацию указанных технологий в промышленности. В настоящее время Научно-исследовательским центром CALS-технологий «Прикладная логистика», созданным Минобрнауки России и Агентством по техническому регулированию, выполнены исследования, которые позволяют внедрять CALS-технологии для решения конкретных задач повышения качества и конкурентоспособности наукоёмкой продукции, производимой ведущими предприятиями-экспортерами.

По результатам работ, выполненных НИЦ CALS-технологий, проводилась апробация первых отечественных разработок в области CALS-технологий на предприятиях различных отраслей промышленности. Апробация проводилась в: АВПК «Сухой», АО «Туполев», на Воронежском механическом заводе, в авиационном производственном объединении Комсомольска – на - Амуре, Конструкторском бюро приборостроения (г. Тула), Центральном НИИ технологии судостроения (г. С-Петербург), Уфимском моторостроительном производственном объединении и др.

Первый опыт практического применения CALS-технологий свидетельствует, что отечественные предприятия могут использовать указанные технологии как средство кардинального решения проблемы повышения качества и конкурентоспособности производимой наукоёмкой продукции. Для того чтобы интеграция данных стала давать ощутимую отдачу, необходимо разработать продуманную стратегию её внедрения и чётко следовать ей.

На данный момент практически на всех предприятиях машиностроительного комплекса возникла необходимость создания безбумажного документооборота, в результате чего руководством были разработаны приказы «О переходе на безбумажный документооборот» или «Внедрение системы электронного документооборота», но структуры реализующей этот переход на большинстве предприятий фактически нет. В итоге подразделения связанные с автоматизацией - АСУП и САПР начали своими силами, т.е. не имея общего плана перехода на безбумажный документооборот, а часто и не взаимодействуя друг с другом, бессистемно разрабатывать и внедрять средства локальной автоматизации. Результатом такого подхода стало появление островков автоматизации плохо или совсем несвязанных между собой.

Отсутствие чёткой стратегии и структуры в первую очередь, и при недостаточных финансовых средствах во вторую (на самом деле вкладывать сильно ограниченные денежные ресурсы, во что попало нецелесообразно) привело к следующим проблемам:

Для решения уже возникших проблем и проблем, неминуемо возникающих в будущем необходима стратегия. Чем раньше она будет сформирована, тем меньшее количество средств будет потрачено нерационально.

Автоматизация проектной деятельности – не самоцель. Комплексная (сквозная) автоматизация и информатизация рассматриваются как средство эффективного управления процессами (проектирование, технологическая подготовка производства, нормирование его и планирование, анализа качества изделий, их модификаций и т.д.) с целью производства конкурентоспособной продукции, повышения уровня его качества, соответствующего требованиям потребителя.

Сегодня инвестиции в информационные технологии предприятий дают даже больший экономический эффект, чем инвестиции непосредственно в производство. Эффективная автоматизация всех этапов производственной деятельности предприятия возможна только на основе единых сред – методической, организационной и информационной. При наличии единой информационной среды наличие единой программной среды и единой технической среды является желательным, но не определяющим условием.

Решение задачи создания единой информационной среды – это реализация концепции CALS (Continuos Acquisition and Life-Cycle Support), что переводится, как «непрерывное развитие и поддержка жизненного цикла»

Использование CALS-технологий позволяет предприятию производителю наукоемкой продукции:

усовершенствовать процессы в ходе жизненного цикла;

снизить сроки выпуска продукции на рынок;

заказчику — сократить стоимость заказа и дальнейшей его эксплуатации, учитывая, что стоимость поддержки наукоёмкого изделия в работоспособном состоянии равна или превышает стоимость его приобретения.

В настоящее время поставка готового изделия (особенно на экспорт) с большим объёмом традиционной бумажной документации существенно снижает его конкурентоспособность, поскольку делает невозможным взаимодействие с автоматизированными системами материально-технического снабжения для проведения профилактических и ремонтных работ.

Во всём мире де-факто (для обеспечения конкурентоспособности изделий) и де-юре (наличие нормативных документов по стандартизации, имеющих статус рекомендуемых) техническая документация на изделие должна быть представлена в форме интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР).

ИЭТР — это электронный документ, формируемый в значительной степени автоматически на основе конструкторского описания, представляющий собой базу данных и средств визуализации, использующих возможности мультимедиа (текст, графика, видео, аудио).

Кроме того, необходимо собрать всю информацию об изделии в интегрированной базе данных и обеспечить совместное использование этой информации в процессах проектирования, производства и эксплуатации. Для этой цели применяют систему управления инженерными данными, основанную на стандартизованной модели данных и интерфейсе доступа и работы с этими данными.

Таким образом, технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции (CALS) позволяют:

CALS переводится как «непрерывное развитие и поддержка ЖЦ». В русской интерпретации этого определения заложены глубокие бизнес - идеи, связанные с организационными вопросами повышения конкурентоспособности изделия. Согласно концепции CALS, преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс должно происходить за счёт реструктуризации составляющих ЖЦ подпроцессов. Бизнес - идеи CALS касаются методики такого преобразования.

Первая часть термина «CALS» звучит как «Continuous Acquisition», что в дословном пере­воде означает «непрерывное приобретение». ЖЦ современного промышленно­го изделия может продолжаться длительное время. За это время изделие, во избежание морального устаревания, постоянно модернизируется, приобретая новые качества, т.е. развиваясь. Процесс же развития изделия происходит не сам по себе, а как результат взаимодействия по­ставщика и потребителя изделия (потребитель выдвигает требования, а поставщик реализует их, проводя перепроектирование и модернизацию изделия). Таким образом, CALS предполагает использование не фиксированных схем взаимодействия поставщика и потребителя из­делия, а их улучшение (развитие) в течение всего ЖЦ изделия. Следовательно, под непрерывным развитием понимается постоянное улучшение (развитие) в течение ЖЦ как самого изделия, так и методов взаимодействия поставщика и потребителя.

Словосочетание «Life cycle Support» переводится как «поддержка ЖЦ». Замечено, что значительная часть проблем, возникающих при эксплуатации, обслуживании, ремонте и модер­низации изделия, связано с неверными конструкторскими или технологическими решениями, принятыми при разработке изделия. Такие ошибки, заключающиеся в игнорировании требований перечисленных этапов ЖЦ, оказывают значительное влияние на увеличение стоимости владения изделием и времени вынужденного простоя изделия. Исправление подобных ошибок всегда свя­зано с еще более значительными расходами. Идея, касающаяся поддержки ЖЦ изделия, состоит в оптимизации стоимости всего ЖЦ изделия за счёт правильного распределения затрат по этапам ЖЦ. Предлагается увеличить инвестиции в проект изделия на начальных этапах ЖЦ с тем, чтобы изделие было более приспособлено к условиям эксплуатации. Это может быть реали­зовано путём организации проектирования изделия с использованием методик: параллельного проектирования;

организации комплексных рабочих групп, включающих специалистов из различных предметных областей: конструкторов, технологов, экспертов по эксплуатации, обслуживанию, ремонту и модернизации изделия;

организации интегрированной логистической поддержки изделия.

В таком случае удастся снизить затраты на последующие этапы ЖЦ и полученная эко­номия будет с избытком компенсировать дополнительные инвестиции на этапе проектирования. При этом в выигрыше окажется и поставщик изделия (увеличится цена изделия), и потребитель изделия (сократится общая стоимость владения изделием).

По сравнению со странами Запада, выигрыш отечественной промышленности от такого подхода в процентном отношении должен быть ещё больше. Дело в том, что если на западных предприятиях возможности повышения эффективности управления неинформационными ресурсами практически исчерпаны, то в РФ ещё существует большое поле деятельности, связанное, в первую очередь, с оптимальной организацией процес­сов ЖЦ.

Концепция CALS – это преобразование ЖЦ изделия в высоко­автоматизированный информационный процесс.

Информация является важным ресурсом предприятия. Современное промышленное изделие состоит из двух равнозначных компонентов: физического воплощения изделия «физический продукт» и информационного воплощения изделия «интел­лектуальный продукт», т. е. данных об изделии. При этом физический продукт начинает появ­ляться только на этапе производства изделия и заканчивает существование на этапе утилизации изделия. В то же время, интеллектуальный продукт начинает свое существование вместе с нача­лом ЖЦ изделия (с этапа маркетинга и изучения рынка) и может продолжать существовать (правда, в «замороженном» виде) даже после окончания ЖЦ изделия. На начальных этапах ЖЦ изделия (маркетинг, проектирование, разработка процессов) интеллектуальный продукт тожде­ственен самому изделию, т.к. физического продукта ещё не существует в природе.

Повышение качества изделия, повышение его конкурентоспособности напрямую связано с внедрением концепции CALS и направлено на преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс. Такой под­ход стал реальностью благодаря бурному развитию новых технологий обработки, хранения, дос­тупа и передачи информации вне зависимости от способа ее представления, количества и место­нахождения. Новые информационные технологии, включающие технологии хранения данных, технологии обмена информацией в глобальных сетях, объектно-ориентированный подход, мето­ды искусственного интеллекта, являются основным средством реализации концепции CALS.

Основными выгодами, получаемыми от применения CALS, являются: