L_1_Vvedenie_CALS_v4 (ОАПр.part1), страница 2

Исходя из концепции построения и функционирования системы, в ней накапливается в электронной форме описания процессов разработки, конструирования и производства, а также модернизации, сбыта, эксплуатации и сервисного обслуживания, и утилизации, вся информация по документации от конструкторской до эксплуатационной на основе стандартов и представляется в виде программных файлов. Глубина описания может быть произвольно большой, что необходимо для обеспечения процессов проектирования, производства и эксплуатации.

Для описания данных в системе используется язык EXPRESS. В настоящее время на этот язык описания данных разработан международный стандарт ISO-10303. Язык EXPRESS предназначен для описания любых данных о предметах снабжения, относящихся к разработке, производству, использованию, применению и утилизации изделий. Эти данные могут быть использованы на любом этапе жизненного цикла изделия, как подразделениями государственных организаций, так и предприятиями промышленности. Пользователи данными могут пользоваться разными компьютерными системами.

Универсальный язык описания данных о разрабатываемых и поставляемых изделиях EXPRESS в системе CALS играет ту же роль, что и стандартные форматы описания данных в системе каталогизации, поскольку позволяет формировать модель изделия по всему жизненному циклу (разработки, производства, эксплуатации) с произвольной глубиной описания

.

Основные выводы по разделу 2.3.

• Основой стратегии разработки и внедрения системы CALS является создание информационной инфраструктуры на основе стандартов, обеспечивающих возможность совместного использования в интересах всего жизненного цикла продукции, информации накопленной в различных компьютерных системах подрядчиков и государственных организаций.

• При реализации CALS-технологии использован, оправдавший себя в течение многолетнего функционирования в системе каталогизации, принцип электронного описания продукции по стандартным формам.

• Развивающиеся принципы информационного обеспечения в системе CALS не остаются вне поля зрения разработчиков и специалистов системы каталогизации. Так, в качестве одного из перспективных направлений совершенствования системы каталогизации признано использование стандартов CALS-технологии и правил представления электронной документации в системе каталогизации. Это позволит избавиться от большого объема бумажной документации и повысит оперативность и достоверность обмена информацией.

• При реализации электронной документации в системе каталогизации она станет неотъемлемым элементом системы CALS на этапе материально-технического обеспечения жизненного цикла продукции.

1. Что дает использование CALS

Во многих развитых странах CALS рассматривается как стратегия выживания в рыночной среде. Эта технология позволяет:

• расширить области деятельности предприятий (рынков сбыта) за счет кооперации с другими предприятиями, обеспечиваемой стандартизацией представления информации на разных стадиях и этапах жизненного цикла. Использование современных телекоммуникаций делает не принципиальным географическое положение и национальную принадлежность партнеров. Новые возможности информационного взаимодействия позволяют строить кооперацию в форме «виртуальных» предприятий, действующих в течение хода ЖЦ. Становится возможной кооперация не только на уровне готовых компонентов, но и на уровне отдельных этапов и задач: в процессах проектирования, производства и эксплуатации;

• повысить эффективности бизнес-процессов, выполняемых в течение жизненного цикла продукта; за счет информационной интеграции и сокращения затрат на бумажный документооборот, повторный ввод и обработку информации, обеспечить преемственность результатов работы в комплексных проектах и возможность изменения состава участников без потери уже достигнутых результатов;

• повысить «прозрачность» и управляемость бизнес-процессов путем их реинжениринга, на основе интегрированных моделей жизненного цикла и выполняемых бизнес-процессов, сократить затраты в бизнес-процессах за счет лучшей сбалансированности звеньев;

• повысить привлекательность и конкурентоспособность изделий, спроектированных и произведенных в интегрированной среде с использованием современных компьютерных технологий и имеющих средства информационной поддержки на этапе эксплуатации;

• обеспечить заданное качество продукции в интегрированной системе поддержки жизненного цикла путем электронного документирования всех выполняемых процессов и процедур.

По оценке специалистов США, внедрение системы CALS в полном объеме позволит достичь следующих результатов:

• ускорить выполнение НИОКР на 40-60%;

• сократить на 20-30% затраты на материально-техническое снабжение и повысить ремонтопригодность техники на всех этапах ее использования;

• экономить 22% времени при закупке запасных частей;

• повысить на 35% точность поиска неисправностей систем оружия за счет доступа к технической документации в диалоговом режиме и создания автоматизированных средств диагностики отказов;

• значительно сократить сроки внесения необходимых поправок и изменений в проекты создаваемых систем;

• экономить до 20% государственных затрат на всех этапах жизненного цикла вновь создаваемых систем.

1. CAD/CAM и CAE системы

Создание сложного наукоемкого изделия требует использования различных автоматизированных систем, применяющихся на различных этапах проектирования и производства.

Процесс конструкторской проработки сложного изделия ведется с применением CAD/CAE-систем, а на этапе подготовки и непосредственно производства - CAM и DNC.

В таблице 1.1 приведен перечень некоторых CAD систем, поддерживающих описание геометрической информации в соответствии со стандартом ISO 10303 STEP ( прикладные протоколы AP203, AP214). приведены названия некоторых пакетов

Таблица 1.1

В таблице 1.2 приведены некоторые системы, нашедшее применение в инженерных расчетах при проектировании машиностроительных, строительных и других конструкций, которые можно отнести на современном этапе развития автоматизации проектных разработок к категории CAE-систем.

Таблица 1.2

Важно отметить, что для эффективного взаимодействия всех систем они должны отвечать условиям совместимости. Под совместимостью прикладной системы со стандартом STEP следует понимать способность данной системы вводить и выводить данные, соответствующие стандарту ISO 10303 STEP. Любые данные? Конечно же, нет. Вспомним, что стандарт STEP описывает множество предметных областей, каждой из предметных областей соответствует один или несколько прикладных протоколов (AP - Application Protocol).

Следовательно, совместимость прикладной системы со STEP - это способность системы работать с данными, определенными в том прикладном протоколе (протоколах), который (которые) соответствует предметной области, с которой работает прикладная система.

• Обеспечение совместимости прикладных систем со стандартом ISO 10303

Cовместимость прикладных систем со стандартом ISO 10303 STEP может быть обеспечена различными способами.

Первый способ можно назвать «традиционным». Этот способ предполагает, что прикладная система способна читать и генерировать обменные файлы STEP. Очевидно, что и обеспечение совместимости по такому способу достигается традиционным путем. Достаточно подобрать соответствующую схему, написанную на языке EXPRESS, определить соответствие между сущностями, определенными в EXPRESS-схеме и сущностями, с которыми работает прикладная система, изучить структуру и формат обменного файла и написать свой перекодировщик.

Второй способ - это обеспечение совместимости прикладной системы со SDAI (Standard Data Access Interface). При этом способе прикладная система, используя для работы свою базу данных, может путем обращения к функциям SDAI (Standard Data Access Interface – стандартный интерфейс доступа к данным) обмениваться информацией с базой данных STEP. При этом задачи генерации и чтения обменных файлов, просмотр информации, находящейся в базе данных STEP и некоторые другие задачи решаются средствами реализации SDAI.

Третий способ- это создание базирующихся на SDAI прикладных систем. При этом прикладная система использует SDAI в качестве своей встроенной СУБД. Этот способ вполне осуществим, но насколько эффективными будут такие прикладные системы при использовании SDAI, полностью соответствующего стандарту, пока не ясно. Возможно и дальнейшее развитие этого способа - написание на языке EXPRESS и самих прикладных систем. Это может иметь смысл, поскольку позволит работать с данными средствами того языка, на котором эти данные определены. При этом отпадает необходимость преобразования данных, которые могут иметь сложную структуру в соответствующие структуры, поддерживаемые теми языками, которые использует прикладная система.

Но пока написание прикладных систем на языке EXPRESS может иметь только экспериментальный характер. Сам язык EXPRESS хотя и имеет исполняемые операторы, объявлен как язык определения данных. Не исключено, однако, что за этим способом - будущее и EXPRESS (или его преемник) станет единой универсальной платформой для построения прикладных систем.

1. Система хранения и управления информацией PMD

Вступление предприятий оборонного комплекса в рыночные отношения повлекло за собой ряд изменений в организации процесса производства. Одной из важнейших причин подобных изменений явилась необходимость значительно сократить производственный цикл. В наукоемком производстве, по различным оценкам, на конструирование изделия уходит до 80% времени производственного цикла. А это значит, что в первую очередь необходимо сократить время именно конструкторской подготовки.

Внедрение современных систем САПР позволило сократить время конструкторской подготовки за счет сокращения длительности разработки отдельных элементов изделия, и обеспечения возможности параллельного проектирования. Но системы САПР решают проблемы, возникающие на одном конкретном предприятии, а то и в одном конкретном подразделении.

Круг средств автоматизации предприятий отнюдь не ограничивается САПР системами. Если передачу информации между различными САПР еще можно обеспечить, то организация обмена данными между САПР и MRP (Material Resource (Requirements) Planning - планирование требований к материалам) системами порой представляет собой неразрешимую задачу. Каждая система автоматизации использует свой набор информации. Такие наборы у различных систем могут пересекаться в самых различных комбинациях. Поэтому прямой транслятор не может передать всей информации, и процесс передачи данных с помощью трансляторов всегда связан с потерей информации. Из этого следует, что создать интегрированную среду из различных прикладных систем с помощью множества прямых трансляторов практически невозможно.

Единственным решением проблемы создания интегрированной среды проектирования и обмена данными может стать только унификация способов представления данных и придание этим способам статуса международных стандартов. Если различные системы будут пользоваться различными подмножествами единого универсального электронного описания, то обеспечить их совместную работу будет гораздо проще. Именно использование стандартных информационных моделей построенных с учетом требований различных прикладных областей позволит решить проблему тесного взаимодействия различных систем автоматизации. Уже в настоящее время ведется активная работа по разработке стандартов единого электронного представления данных. Примерами таких стандартов могут быть STEP, PLib, MANDATE, Parametrics и др. Особенно активно в области автоматизации конструкторской подготовки производства внедряется стандарт ISO 10303 – STEP. Работу с этим стандартом уже поддерживают практически все наиболее распространенные CAD/CAM и CAE системы (Unigraphics, ProEngineer, SolidWorks, Autodesk Mechanical Desktop и др.).

Во всем объеме информации, используемой на протяжении жизненного цикла, значительную часть занимают данные о продукте. На их основе решается целый ряд задач производства, сбыта, эксплуатации, ремонта и других этапов ЖЦ.

В настоящий момент, несмотря на широкое использование компьютерных технологий, процессы проектирования и производства промышленной продукции в основном выполняются традиционными методами на основе бумажных документов.