5CAD-CAE-01-02-CALS (1013984), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Разрабатываемая на данной фазе конструкторско-технологическая информационная модель базируется на использовании стандарта ISO 10303 (STEP). 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.
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.
Эксплуатация изделия. Известно, что объемы разрабатываемой документации для сложного наукоемкого изделия очень велики. Поэтому традиционное бумажное документирование сложных изделий требует огромных затрат на поддержку архивов, корректировку документации, а также снижает эксплуатационную привлекательность и конкурентоспособность изделия.
Решение проблемы заключается в переводе эксплуатационной документации на изделие, поставляемой потребителю, в электронный вид. При этом комплект электронной эксплуатационной документации - интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР), электронные справочники и др. следует рассматривать как составную часть интегрированной информационной модели изделия. Электронная документация может поставляться на электронных носителях (например, на компакт-дисках) или размещаться в глобальной сети Интернет. Стандартизация гарантирует применимость такой электронной документации на любых компьютерных платформах.
Эксплуатационная документация может содержать информацию различных типов в соответствии со стандартами CALS: ISO 10303 (STEP), ISO 8879 (SGML), ISO 10744 (HyTime) и MIL-PRF-28001C — для графической, текстовой и мультимедийной информации, MIL-PRF-28000A, MIL-PRF-28002C, MIL-PRF-28003A — для векторных и растровых графических иллюстраций.
Важно отметить, что в электронный вид может быть преобразована эксплуатационная документация, созданная ранее без использования компьютерных систем. Для изделий, уже находящихся в эксплуатации длительный период и спроектированных традиционными методами, задача поддержки документации не менее актуальна. В качестве примера можно привести опыт проектов, выполняемых в ВМФ и ВВС США по массовому переводу миллионов страниц руководств и листов чертежей в стандартизованный электронный вид. Полученная электронная документация размещается в специальных хранилищах на базах ВМФ и ВВС или непосредственно у производителей и доступна через компьютерные сети. При этом используются современные технологии сканирования, распознавания текста, векторизации чертежей и схем, создаются электронные справочники на целые изделия и отдельные системы.
1.3.3. Что дают CALS-технологии
CALS рассматривается как комплексная системная стратегия повышения эффективности всех процессов ЖЦ промышленной продукции, непосредственно влияющая на ее конкурентоспособность. Применение стратегии CALS является условием выживания предприятий в условиях растущей конкуренции и позволяет:
- расширить области деятельности предприятий (рынки сбыта) за счет кооперации с другими предприятиями, обеспечиваемой стандартизацией представления информации на разных стадиях и этапах жизненного цикла. Благодаря современным телекоммуникациям, уже не принципиально географическое положение и государственная принадлежность партнеров. Новые возможности информационного взаимодействия позволяют строить кооперацию в форме виртуальных предприятий, действующих в течение ЖЦ продукта. Становится возможной кооперация не только на уровне готовых компонентов, но и на уровне отдельных этапов и задач: в процессах проектирования, производства и эксплуатации;
-
за счет информационной интеграции и сокращения затрат на бумажный документооборот, повторного ввода и обработки 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 реинжиниринга, на основе интегрированных моделей ЖЦ 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 ЖЦ путем электронного документирования всех процессов и процедур.
-
сократить издержки производства и снизить стоимость продукции;
- сократить время создания изделия, его модернизации и увеличить его реальное время «жизни», функционирования в работоспособном состоянии за счет высокого качества и электронной поддержки во время эксплуатации.
Использование CALS имело огромный успех. С помощью CALS создается яркое, восприимчивое к новым идеям глобальное сообщество, к тому же обладающее глубоким пониманием даже весьма сложных проблем. К этим проблемам относится управление цифровой информацией, соответствующие информационные системы и связанные с ними информационные ресурсы, а также потребности в модернизации конструкций бизнес-процессов, пригодных к формированию будущих деловых предприятий. Наряду с этим люди, использующие CALS, фактически осуществляют переход от бумажной документации, насчитывающей 600-летнюю историю, к новой системе. Сейчас CALS применяется для проектов, предъявляющих самые высокие требования к стоимости, срокам выполнения и показателям производительности.
Основные причины успешного использования метода:
- удовлетворение запросов потребителя
- оптимизизация программ разработки
- соответствие требованиям стоимости, времени и производительности
- установление эффективных глобальных операций
- сохранение конкурентоспособности
- сокращение времени поставок
- более тесное сотрудничество компаний
Как уже неоднократно говорилось, для реализации такого подхода необходимо связать единым цифровым информационным пространством данные об изделии для всех этапов жизненного цикла этапах конструкторско-технологической подготовки производства с производственными данными.
1.4. Основные компоненты CALS
Человек в сообществе
Речь идет об эффективном сотрудничестве – обмене информацией в пределах отдельной организации, где установление партнерских взаимоотношений в коллективе важно для успешного функционирования, а также между организациями. К примеру, между инженерами, вовлеченными в разработку, производство и поддержку изделия, которым нужно использовать информацию, созданную на более ранних стадиях ЖЦИ, и (или) инженерами, работающими в различных организациях, но занимающихся совместной разработкой.
Процессы
Прежде всего, чрезвычайно важно иметь четкий набор бизнес-процессов. Суть этих процессов должна быть ясна и согласована всеми заинтересованными сторонами. Это одна из причин, почему, например, общество того же CALS НАТО разработало Деловую модель ЖЦИ CALS (TLBM). В ней представлен ряд описаний типовых процессов, имеющих отношение к программам Систем вооружений. Если знать, что и как нужно сделать, то также можно определить, какая именно информация необходима в тех или иных процессах приобретения и поддержки.
Информация
Как уже говорилось, суть концепции CALS состоит в применении принципов и технологий информационной поддержки на всех стадиях ЖЦ продукции, основанного на использовании ИИС, обеспечивающей единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), проектантов, поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала.
Эти принципы и технологии реализуются в соответствии с требованиями международных стандартов, регламентирующих правила управления и взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
ИИС – интегрированная информационная среда есть основа, ядро CALS, и представляет собой распределенное хранилище данных, существующее в сетевой компьютерной системе, охватывающей (в идеале) все службы и подразделения предприятия, связанные с процессами ЖЦ изделий. В ИИС действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией. В соответствии с этими правилами в ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип CALS: 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). Это позволяет избежать дублирования, перекодировки и несанкционированных изменений данных, а также ошибок, связанных с этими процедурами, и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.
Главная идея заключается в фиксации информации и её последующем многоразовом использовании. Для этого можно использовать единый цифровой источник информации. Часто данные хранятся на нескольких носителях и на различных системах. Эти данные включают в себя техническую и деловую информацию, собранную от различных организаций, включая базы данных субподрядчиков и поставщиков. Любое лицо, обладающее доступом, может найти и использовать эту информацию, которая, кроме того, будет накапливаться в течение ЖЦИ. Значительная часть базы данных представляет собой информацию об изделии.
CALS-технологии
Это общее название организационных, информационных и прикладных формализованных технологий, обеспечивающих создание и управление CALS-системой. Взаимодействуя с объектами основной деятельности (изделие, бизнес-процессы, управление основной деятельностью, интегрированная логистическая поддержка изделия), CALS-технологии обеспечивают эффективную реализацию бизнес-технологий в едином информационном пространстве за счет интеграции и оптимизации информационного взаимодействия участников жизненного цикла изделия.
К основным CALS –технологиям следует отнести:
-
технология описания бизнес-процессов на различных этапах жизненного цикла изделия. Наибольший интерес представляют этапы проектирования, создания, модернизации наукоемких изделий в силу их высочайшей сложности и огромного потенциала для оптимизации;
-
технология комплексной компьютеризации всех сфер промышленного производства, имеющая целью унификацию и стандартизацию спецификаций (проектная, технологическая, производственная, маркетинговая, эксплуатационная документация) промышленной продукции на всех этапах ее ЖЦ;
-
технология организация процессов разработки, производства, послепродажного сервиса, эксплуатации изделий путем информационной поддержки процессов их ЖЦ на основе стандартизации методов представления данных на каждой стадии ЖЦ и безбумажного электронного обмена данными;
-
технология сквозной обработки прикладных данных в информационной системе – создание и выбор стандартов представления электронного описания изделия (ИЭТР), способов и программно-технических средств описания, подготовки, обработки, передачи и управления данными, разработка прикладных протоколов взаимодействия программных компонентов CALS;
-
технология информационного взаимодействия функциональных групп пользователей – реализация технологии в заданной программно-технической среде с учетом технологий сквозной обработки прикладных данных и создания ЭОИ
-
технология управления целевыми и CALS-проектами.
1.5. Системы реализации технологии CALS
Взаимодействие систем при реализации CALS – технологий характеризует следующая схема.

Основными поставщиками информации об изделии в процессе его разработки являются системы нижнего уровня иерархии: CAD/CAM/CAE/EDM – системы.
CAD (Computer Aided Design) - система компьютерной поддержки проектирования. Программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение.