CALS -технологии

1. CALS-технологии Преподаватель: Тихонов И.Н. Выполнили: Коловерин А.Э. Коткин А.А. Булатов М.Ю. Студенты группы: М-54052

2. Термин CALS • CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) означает совокупность принципов и технологий информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях. Русскоязычный аналог понятия CALS — Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий (ИПИ).

3. История возникновения CALS • Развитие бизнеса в мире шло таким образом, что наилучшие методы оптимального и эффективного управления были отработаны и внедрены в Японии на базе разработок американских ученых Э. Деминга и Дж. Джурана. Простое воспроизведение внешне несложных японских подходов на американских и европейских фирмах без учета философских и технологических положений оказалось безуспешным. Подходам Деминга и Джурана американские промышленники противопоставили автоматизацию, основанную на моделировании процессов, которое строилось таким образом, чтобы количество ошибок было минимальным, а эффективность бизнеса - максимальной. Кроме того, в 80-х годах прошлого столетия появились различные интерпретации теорий Деминга и Джурана под разными названиями.

4. История возникновения CALS • Так как при этом игнорировался главный принцип подходов Деминга и Джурана, заключающийся в делегировании ответственности и полномочий на уровень рабочих и рядовых инженеров, проблема информационного обеспечения централизованного управления постоянно усложнялась по мере роста сложности процессов, изделий и услуг. Поэтому возникли поэтапно: MRP (Material Requirements Planning), MRP II (Manufacturing Resource Planning), ERP (Enterprise Resource Planning), CRP (Customer Relations Planning). Для их проектирования и внедрения на предприятиях были необходимы специальные инструменты, которые и были созданы на основе идей американского военного специалиста Дугласа Росса.

5. История возникновения CALS • В дальнейшем на основе этой методологии был принят стандарт IDEF0 (IDEF=ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing) Definitions), предназначенный для моделирования бизнес-процессов. На базе таких подходов был разработан целый класс программно-технологических средств, получивший аббревиатуру CASE (Computer Aided Software Engineering). Учитывая огромное разнообразие подходов к моделированию процессов, а также вариантов их информационной реализации, Департамент обороны США в 80-х годах прошлого века был вынужден создать единую технологию информационных связей, получившую название CALS-технологии. Расшифровка этой аббревиатуры несколько раз менялась:  1985-1988гг. - Computer Aided of Logistic Support; 1988-1993гг. - Computer Aided Acquisition & Lifecycle Support;

6. История возникновения CALS • В 1995 году под влиянием американских компаний, наиболее широко применяющих эти методы, CALS стал расшифровываться как Commerce At Light Speed, т.е. бизнес со скоростью света. Такая интерпретация чисто информационного инструмента обусловлена его выходом за пределы одного предприятия и возможностью объединения информационных баз различных предприятий в рамках интернет-технологий. На самом деле CALS-технологии создавались и развивались как инструмент такого моделирования и дальнейшей автоматизации управления процессами, который позволил бы создавать программные продукты, наилучшим образом удовлетворяющие требования пользователей. Для того чтобы автоматизация не ухудшила ситуацию на предприятии, автоматизируемые процессы должны быть каким-то образом оптимизированы.

7. История возникновения CALS • Радикальная оптимизация процессов достигается реинжинирингом, технология которого была разработана в конце 80-х годов прошлого века в США. Для этого используются CASE-средства, являющиеся составной частью CALS-технологий. Так как все перечисленные методологии повышения эффективности бизнеса до сих пор не позволили достичь результатов, которых добились последователи Деминга и Джурана (в первую очередь японские компании), развитие всех методов, как и CALS-технологий, интенсивно продолжается. В качестве базы для развития принимаются международные стандарты, описывающие эти подходы.

8. Области применения CALS • Областями применения CALS-технологий принято считать: совершенствование деятельности в области разнородных процессов, происходящих на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) продукции; управление цепочками поставок в течение всего ЖЦ продукции (от создания концепции изделия до его утилизации); электронная интеграция организаций (предприятий), участвующих в этих процессах на различных этапах ЖЦ; управление поддержкой ЖЦ продукции.

9. Области применения CALS 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.

10. Идеология и цель внедрения CALS-технологий • Идеологией CALS можно назвать класс информационных технологий, направленных на обеспечение безбумажной информационной поддержки жизненного цикла продукта. • Цель внедрения CALS — минимизация затрат в ходе жизненного цикла изделия, повышение его качества и конкурентоспособности.

11. Особенности CALS • решаются задачи интеграции всех процессов в ходе жизненного цикла (в отличие от компьютерной автоматизации и интеграции отдельных процессов); • рамки решаемых задач выходят за границы отдельного предприятия; • участники информационного взаимодействия могут быть территориально удалены друг от друга и располагаться в разных городах и странах; • совместно используемая информация очень разнородна: это маркетинговые, конструкторско-технологические, производственные данные, коммерческая и юридическая информация и т. д. Для обеспечения возможности ее совместного использования способы и технологии представления и корректной интерпретации данных должны быть стандартизованы; • основной средой передачи данных является глобальная сеть Internet.

12. Концептуальная модель CALS

13. Концептуальная модель CALS • Основное содержание концепции CALS составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение ЖЦ изделия Эти инвариантные понятия условно делятся на три группы: • базовые принципы CALS; • базовые управленческие технологии; • базовые технологии управления данными.

14. Базовые принципы CALS • Интегрированная информационная среда • Электронный документооборот • Параллельный инжиниринг • Реинжиниринг бизнес-процессов

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

16. Базовые управленческие технологии Информацию, циркулирующую в системе информационной поддержки ЖЦ машиностроительного изделия, можно условно разделить на три класса: • данные о продукции (изделии); • данные о выполняемых процессах; • данные о ресурсах, требуемых для выполнения процессов. Под изделием (конечным) понимается комбинация материалов, предметов, программных и иных компонентов, готовая к использованию по назначению. Компоненты конечного изделия в свою очередь являются изделиями. Данные об изделии составляют основной объем информации в ИИС. На разных стадиях ЖЦ требуются различные подмножества из всей совокупности данных об изделии, отличающиеся составом и объемом информации.

17. Базовые управленческие технологии Ресурс - совокупность материальных, финансовых, интеллектуальных или иных ценностей, используемых и расходуемых в ходе разработки, проектирования, производства или эксплуатиции изделия. Ресурсы, используемые в проекте, могут иметь различную природу, свойства и характеристики. Между ресурсами могут существовать отношения: заменяемости, когда один ресурс может заменить другой, и взаимозаменяемости, когда ресурсы могут заменять друг друга. Ресурсы могут быть простыми и составными и, соответственно, образовывать иерархические структуры.

18. Жизненный цикл изделий • Жизненный цикл изделия (ЖЦИ) - перечень этапов, через которые проходит изделие за весь период своего существования. Включает этапы маркетинговых исследований, концептуального проектирования дизайна изделия, конструкторской и технологической подготовки производства, изготовления, обслуживания, утилизации и т. п. В основном, применяется по отношению к сложной наукоемкой продукции высокотехнологичных предприятий в рамках CALS-технологий. • Реализация CALS технологий в практическом плане предполагает организацию единого информационного пространства (Интегрированной информационной среды), объединяющего автоматизированные системы, предназначенные как для эффективного решения задач инженерной деятельности, так и для планирования и управления производством и ресурсами предприятия.

19. Этапы жизненного цикла

20. Принятые сокращения • PLM (Product Lifecycle Management) - управление жизненным циклом изделия. • CRM (Customer Relationships Management) - управление взаимоотношениями с заказчиками. • CAD (Computer Aided Design) - система автоматизированного проектирования. • CAM (Computer Aided Manufacturing) - система автоматизированного производства. • CAE (Computer Aided Engineering) - автоматизированное конструирование. • PDM (Product Data Management) - система управления проектными данными. • SCM (Supply Chain Management) - система управления цепочками поставок. • CPC (Collaborative Product Commerce) - система управления данными в интегрированном информационном пространстве. • ERP (Enterprise Resource Planning) - система планирования и управления ресурсами предприятия. • MRP (Manufacturing Requirement Planning) - система планирования производства и требований к материалам. • MES (Manufacturing Execution Systems) - производственная исполнительная система. • SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - диспетчерское управление и сбор данных. • CNC (Computer Numerical Control) - компьютерное числовое программное управление. • IETM (Interactive Electronic Technical Manuals) - интерактивные электронные технические руководства.

21. О CALS-технологиях и стандартах Совместно используемую информацию условно можно разделить на следующие виды: • информация о продукте; • информация о выполняемых процессах; • информация о среде, в которой процессы выполняются, в формате, определенном международными стандартами.

22. Международные стандарты • при проектировании изделия — стандарты ISO серии STEP, предназначенные для возможности единообразного описания изделий в различных прикладных областях на базе типовых блоков, в которых для описания данных используется специальный язык EXPRESS, включающие методы описания, стандартные решения, структуру и методологию проверки на совместимость, интегрированные ресурсы, интегрированные прикладные ресурсы, прикладные протоколы;

23. Международные стандарты • при производстве, логистической поддержке изделий и взаимодействии с поставщиками — стандарты ISO серии PLIB, MANDATE, а также нормативные документы МО США, предназначенные для представления и обмена доступными для компьютерной интерпретации данными о поставляемых компонентах и комплектующих изделиях (узлах, деталях и т. д.), технологии изготовления, форматах представления и методах использования информации о производстве и используемых производственных ресурсах, их характеристиках и ограничениях с точки зрения управления производством;

24. Международные стандарты • при проектировании бизнес-процессов — стандарты IDEF, предназначенные для функционального моделирования жизненного цикла и выполняемых бизнес-процессов, в том числе правил и методики структурированного графического представления системы или организации, создания информационной модели со структурированной информацией, необходимой для поддержки функций производственной системы или среды;

25. Международные стандарты • при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте — стандарты SGML, DSSSL, JPEG, MPEG, HyTime и др. нормативные документы МО США, предназначенные для языка описания правил и формата отображения документов при выводе на экран, печать или иное устройство отображения, использования мультимедийной информации, хранения планарных векторных и векторно-растровых изображений, представления растровой графики в цифровом формате, движущихся картинок в цифровом формате и т. д.; • при организации «электронной коммерции» — стандарты EDIFACT.

26. Международные стандарты • Для обеспечения информационной интеграции CALS использует стандарты IGES и STEP в качестве форматов данных. В CALS входят также стандарты электронного обмена данными, электронной технической документации и руководства для усовершенствования процессов. В последние годы работа по созданию национальных CALS-стандартов проводится в России под эгидой ФСТЭК РФ.

27. Международные стандарты России введен многочастевой международный стандарт ISO 10303 STEP, который определяет: • логическую структуру корпоративной базы данных, обеспечивающей хранение информации о составе и конфигурации изделий, геометрических моделей, чертежей, данных о проекте, внесенных изменениях, модернизации и т. п.; • форматы и методы представления данных для обмена между системами CAD/CAE/CAM и другими автоматизированными системами; • интерфейс доступа к информации базы данных.

28. Учитывая вышеизложенное, можно сказать, что CALS-технологии: • помогают в реорганизации предпринимательской деятельности; • дают возможность параллельного проектирования; • поддерживают электронный обмен данными; • обеспечивают интегрированную логистическую поддержку; • включают в себя многопользовательскую базу данных; • базируются на международных стандартах.

29. По данным различных зарубежных источников, внедрение CALS в полном объеме позволяет на 25-30 % повысить эффективность производства наукоемкой продукции при одновременном значительном повышении его качества, в том числе сокращения: • времени планирования — до 70%; • времени проектирования — до 50%; • затрат на оценку выполнимости проектов — до 15-40%; • производственных затрат до 15-60%; • стоимости технической документации до 10-50 %; • времени планирования эксплуатационной поддержки — до 70%; • стоимости информации — до 15-60%; • количества ошибок при передаче данных — до 90%.

30. О CALS-технологиях в России • В России внедрение CALS-технологий находится на начальном этапе и происходит без комплексной проработки вопроса в масштабах страны. Отдельные элементы CALS-технологий успешно внедрены на ВАЗе, АВПК «Сухой», МАПО «МиГ», ММПП «Салют» и других предприятиях и комплексах. Однако работы по внедрению CALS-технологий проводятся бессистемно, разрозненно, а зачастую и с применением «местнической» (локальной) политики.

31. О CALS-технологиях в России Для глобального внедрения CALS-технологий в России следует: • во-первых, преодолеть психологический барьер осознания необходимости решения проблемы в целом и комплексно; • во-вторых, изыскивать финансовые средства (на начальном этапе, возможно, значительные) как для реструктуризации отдельных физических предприятий, так и для создания общих «виртуальных предприятий»; • в-третьих, учитывая, что основой CALS-технологий является стандартизованное представление и обмен информацией, оперативно создавать нормативную базу, которая явится фундаментом для решения всех проблем. А для этого следует объединять ресурсы (в первую очередь финансовые) для разработки и внедрения стандартов и других нормативных документов в области CALS-технологий.