CALS-технологии

Впервые я услышал о понятии CALS-технологии из дисциплины «Компьютерный менеджмент инженерного документооборота». Данную дисциплину читал нам кан. техн. наук, профессор Горобец И.А. Именно этот преподаватель доступно объяснил суть предмета и философски привел жизненные примеры проблем внедрения CALS-технологий в Украине. Также я выступал с докладом на тему: «Особенности PDM системы фирмы APPIUS». Заинтересовавшись данной важной и интересной тематикой, хочу поделиться ею с вами.

Введение

На сегодняшний день, в условиях мирового финансового кризиса промышленные предприятия стремятся экономить ресурсы (материальные, интеллектуальные, информационные и временные), привлекаемых для реализации конкретного проекта или программы на всех стадиях жизненного цикла изделий от разработки и производства до модернизации и утилизации.

При решении данных проблем главную роль играют информационные технологии. На современном этапе создания и развития информационных технологий, наблюдается стремление к объединению информационных ресурсов и коопераций, совместному использованию информации, а также созданию виртуальных предприятий.

Таким образом, автоматизация технологических процессов и производств, основанная на информационных технологиях, является одним из главных средств подъема промышленного производства, создания конкурентоспособных изделий, продвижения продукции на внешний и внутренний рынки [1].

Понятие и история создания CALS-технологий

Первоначальная расшифровка аббревиатуры CALS - «компьютеризированные закупки и логистическая поддержка». Идея родилась в оборонном секторе США и была названа CALS-стратегия Министерства обороны (МО) США. В 1984 г. МО США осознало, что компьютерная технология, поддерживающая распределенные данные и обмен информацией, является важной стратегией и для промышленности. Она должна помочь осуществлять все более сложные государственные закупки и позволит оснастить армию более надежными вооружением. Формально программа CALS в США началась в 1988 г. Она предполагает, что обмен технической информацией между государственными службами, поставщиками и субподрядчиками будет осуществляться электронным способом на всем протяжении жизненного цикла изделий.

В настоящее время: CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) — современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия, обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными [3].

Преимущества CALS-технологий

Главный смысл CALS-технологий в том, что создается схема, по которой такие технические приемы как: Интернет, Синтетическая среда, Параллельное проектирование, Среда распределенных данных, Ре-инжениринг бизнес процессов, CAD/CAM, Виртуальная реальность, Электронная коммерция, могут работать вместе. Это означает установление новых стандартов и правил.

Преимущества CALS:

• Услуги и изделия с конкурентными ценами
• Сокращение затрат времени
• Снижение общей стоимости жизненного цикла
• Снижение затрат на поддержку эксплуатации изделия
• Наличие точной информации и получение ее в кротчайшие сроки
• Улучшение взаимодействия потребителя с поставщиком
• Снижение незавершенного производств
• Возможность принимать лучшие решения
• Возможность сформировать динамичную команду призванную сопровождать изделие на всем цикле его жизни
• Повышение квалификации персонала

Основные концепции CALS-технологий

Современное производство сложных изделий машиностроения подразумевает согласованную работу многих предприятий. Для обеспечения согласованной работы всех предприятий участвующих в проектировании, производстве, реализации и эксплуатации изделий, используется соответствующая информационная поддержка этапов жизненного цикла изделий.

CALS-технологии не отвергают существующие автоматизированные системы обработки информации (САПР, АСТПП, АСУ, АСУП и др.), а служат средством их интеграции и эффективного взаимодействия. При этом структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, понятийный аппарат и языки представления данных должны быть стандартизованы.

По аналогии с системами автоматизированного проектирования в составе CALS различают лингвистическое, информационное, математическое, программное, методическое, техническое и организационное обеспечение системы.

К лингвистическому обеспечению CALS относятся языки и форматы данных о промышленных изделиях и процессах, используемые для представления и обмена информацией на всех этапах жизненного цикла изделий.

Информационное обеспечение составляют базы данных, содержащие сведения о промышленных изделиях, используемые различными системами в процессе проектирования, производства, эксплуатации и утилизации изделий. В состав информационного обеспечения входят также серии международных и национальных CALS-стандартов и спецификаций.

Математическое обеспечение CALS включает, модели и алгоритмы взаимодействия различных систем и их компонентов в CALS-технологиях. К этим моделям относятся методы структурного и имитационного моделирования, методы планирования и управления процессами, распределения ресурсов и т.п.

Программное обеспечение CALS представлено программными комплексами, предназначенными для поддержки единого информационного пространства на всех этапах жизненного цикла изделий. Это системы управления документами и документооборотом, управления проектными данными, взаимодействия предприятий в электронном бизнесе, подготовки интерактивных электронных технических руководств и некоторые другие.

Методическое обеспечение CALS представлено методиками выполнения таких процессов, как структурирование сложных объектов, их функциональное и информационное моделирование, параллельное (совмещенное) проектирование и производство, объектно-ориентированное проектирование, создание онтологии приложений.

К техническому обеспечению CALS относят аппаратные средства получения, хранения, обработки и визуализации данных при информационном сопровождении изделий. Взаимодействие частей виртуальных предприятий, систем, поддерживающих разные этапы жизненного цикла изделий, происходит через линии передачи данных и сетевое коммутирующее оборудование.

Следует отметить, что технические средства, используемые в CALS, не являются специфическими, предназначенными только для CALS-технологий. Специфическими являются прежде всего средства лингвистического, математического и программного обеспечения CALS, а также международные CALS-стандарты, регламентирующие средства информационного и методического обеспечения. Основные типы автоматизированных систем обработки информации в CALS, используемых в жизненном цикле изделия, представлены на рис. 1. Эти системы поддерживают следующие этапы и процедуры в жизненном цикле:

Перечисленные автоматизированные системы могут работать автономно, и в настоящее время так обычно и происходит. Чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных систем, требуется создание единого информационного пространства в рамках объединения предприятий. Единое информационное пространство обеспечивается как формой, так и содержания информации о конкретных изделиях на различных этапах их жизненного цикла.

Научные проблемы CALS-технологий

Заключение

Таким образом, автоматизация технологических процессов и производств, основанная на информационных технологиях, является одним из главных средств подъема промышленного производства, создания конкурентоспособных изделий, продвижения продукции на внешний и внутренний рынки.

Внедрение САLS-технологий в ближайшие годы станет необходимым условием выживания промышленных предприятий при существующей жесткой конкуренции товаров на международных и национальных рынках. Несоблюдение CALS-стандартов приведет при прочих равных условиях к заметному ухудшению потребительских свойств продукции, к увеличению себестоимости и сроков проектирования.

На сегодняшний день, индустриальному бизнесу в Украине доступны все CALS-технологии. Но, тем не менее, на практике наблюдается низкий уровень применения этих технологий на большинстве отечественных промышленных предприятиях. Основной причиной является то, что CALS-технологии - это дорогие технологии, а с учетом неблагоприятной финансовой атмосферы сейчас многие отечественные предприятия не в силах поднять их в одиночку. Для облегчения вхождения предприятий в международный CALS-клуб создаются соответствующие национальные организации. В качестве примера использования разнообразных компонентов CALS-технологий в Украине при изготовлении сложнотехнических изделий можно привести самолет Ан-70 [2].

Перечень ссылок:

1. Информационно-вычислительные системы в машиностроении CALS-технологии / Ю.М.Соломенцев, В.Г.Митрофанов, В.В.Павлов, Л.В.Рыбаков - М.: Наука, 2003, 292 с.

2. Хайрнасов К.З., Сокольский М.С. Применение стандартов, норм и правил при создании конструкторской, технологической и программной документации: Учебное пособие. – М.: Изд-во МАИ, 2002. – 104 с.: ил.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/CALS