CALS- технологии. Введение

ВВЕДЕНИЕ
2
Самой актуальной задачей на сегодняшний день для
крупных современных предприятий в информационном
плане является обеспечение надежного управления всем
объемом разнородных данных, которые порождаются,
хранятся и используются в различных информационных
системах, существующих на предприятии и связанных с
информационной поддержкой продукции в течение ее
жизненного цикла.
С точки зрения любого участника жизненного цикла
продукции (пользователя информационных систем), эта
задача сводится к простой формуле - получать для
дальнейшей обработки необходимую информацию в нужное
время, в нужном виде, что и является постановкой задачи
для CALS- технологии.
В отличие от бумажного документооборота и простейших
форм электронного документооборота, в рамках CALS речь
идет об использовании интегрированных информационных
моделей продукции и процессов-сущностей, не имеющих
прямых аналогов в традиционном бумажном
документообороте.

3.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
3
Основы информационной интеграции
Методическую основу совершенствования деятельности предприятия
составляет анализ жизненного цикла (ЖЦ) продукции, выявление
процессов, входящих в его состав, и реализацию парадигмы комьютерноинтегрированных производств (КИП) на основе CALS-технологий.
В основе концепции CALS-технологий лежит использование единого
информационного пространства, обеспечивающего единообразные
способы обмена информации и взаимодействия всех участников
жизненного цикла. Концепции или стандарты CALS определяют набор
правил и стандартов, с помощью которых организуется данное
взаимодействие.
Преимущества применения CALS-технологий:
1. Ускорение разработки продукции и подготовки производства.
2. Сокращение производственных и эксплуатационных издержек.
3. Повышение уровня сервиса на этапах эксплуатации.
4. Исключение дублирования информации.

4.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
4
Жизненный цикл изделия – совокупность взаимосвязанных
процессов создания и последовательного изменения состояния
изделия, обеспечивающего потребность клиента.
Смысл концепции – CALS-протокол цифровой передачи данных,
обеспечивающий стандартный механизм их доставки и текущего
изменения для проектирования сложных технических объектов, в
отличие от бумажного и простейших форм электронного
документа оборота, основанных на электронных образцах и
бумажных носителях.
В рамках CALS речь идет об использовании интегрированных
информационных моделях БД, продукциях и моделях.
Стратегией CALS является создание единого информационного
пространства (ЕИП).

5.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
5
Информационная поддержка изделий
Набор методов языков и моделей для представления в
электронном виде информации об изделии (информационная
поддержка изделий – ИПИ технологии) называется технологией
представления данных.
Предметная область – это множество объектов и
существующие на этом множестве отношения.
Информационная модель – представляет собой множество
понятий (сущностей) в совокупности со значениями их свойств
(атрибутами) и заданные на этом множестве отношения.
При автоматизации каждого этапа ЖЦ изделия создают частную
информационную модель предметной области.

6.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
6
Множество понятий и их атрибутов составляют модель частной задачи, а
множество отношений между понятиями – логическую основу
алгоритмов обработки информации. Модель, как правило, служит для
обмена данными, являясь источником первичной информации для
прикладных систем, и собирает все результаты обработки данных.
Технологии интеграции данных представляют собой набор методов
для интеграции автоматизированных процессов ЖЦ и относящихся к ним
данных, представленных в электронном виде в рамках единого
информационного пространства. Интеграция нужна для создания
структуры, объединяющей ранее полученные частные информационные
модели.
Цель интеграции на первом этапе – это формирование на основе
информационных стандартов совокупности электронных документов,
аналогичных бумажным, и передача их участникам ЖЦ изделия.
Второй этап интеграции – это создание взаимосвязанной
совокупности процессов, составляющих и обеспечивающих ЖЦ изделия.

7.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
7
Электронный технический документ (ЭТД)
ЭТД – надлежащим образом оформленная и зафиксированная на
носителе техническая информация, представленная в пригодной для
восприятия форме.
ЭТД может иметь 2 формы представления:
- внутреннюю (фиксация ЭТД на машинном носителе);
- внешнюю (представление документа в доступном для визуального
обозрения виде).
Структура ЭТД:
Реквизитная часть – последовательность записей, каждая из которых
описывает один атрибут и содержит идентификатор его назначения.
Содержательная часть – состоит из набора информационных единиц.
ЭТД может быть простым и составным.
ЭЦП (электронная цифровая подпись) – неотъемлемая часть ЭТД,
предназначена для удостоверения информации, составляющей
содержательную часть.

8.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
8
PDM-системы
Одним из разделов ИПИ-технологии является технология
управления данными PDM-системы.
PDM (Product Data Management)
Для реализации PDM-технологии существуют специализированные
программные средства, называемые PDM–средствами.
Основные задачи PDM-систем:
- создание ЕИП для всех подразделений предприятий;
- автоматизация и управление конфигурацией изделия;
- построение системы качества продукции;
- создание электронного архива технической документации.
PDM-системы могут использоваться:
как рабочая среда пользователя;
как средство интеграции данных.

9.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
9
Функции рабочей среды пользователя:
управление хранением данных и документов;
управление процессами - система отслеживает все операции
пользователя с данными, в том числе следит за версиями, кроме
того, система управляет потоком работ и занимается
протоколированием действий пользователя и изменений
данных;
управление составом изделия – система хранит информацию о
составе изделия и его варианте, важной особенностью является
наличие нескольких описаний для различных предметных
областей;
классификация – система позволяет производить распределение
изделий и документов в соответствии с различными
классификациями.

10.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
10
Преимущество использования PDM-систем состоит в
сокращении времени разработки изделия, которое, в свою
очередь, обусловлено 4 аспектами:
сокращение временных затрат на поиск, копирование и
архивирования данных;
улучшение взаимодействия между конструкторами,
технологами и другими участниками разработки, т.е.
поддержка методики параллельного проектирования;
улучшение контроля за потоком работ;
увеличение доли заимствованных или слегка измененных
компонентов изделий.

11.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
11
Система менеджмента качества (СМК)
Можно выделить 5 основных функций PDM-системы как инструмента
информационного обеспечения СМК.
Поддержка планирования процесса (этап планирования) осуществляется
с помощью управления нормативной документацией (т.е. хранение в виде
электронных документов нормативной документации, отслеживание
календарных планов, задание рабочих инструкций, а также требований
характеристик продукции соответствующих технических заданий).
Поддержка выполнения процесса (этап осуществления) –
автоматизированное управление потоками работ.
Поддержка проверки процессов и продукций (этап проверки) автоматизированный контроль хранимой информации об изделии.
Поддержка анализа результатов измерений (этап проверки). Это связано
с огромными информационными массивами, накапливаемыми в ходе
процесса функционирования СМК.
Поддержка улучшений процессов (этап действия) – осуществляется путем
управления изменениями и несоответствующей продукцией.

12.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
12
Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП)
Одним из факторов, определяющим конкурентоспособность на рынке,
является совокупная стоимость владения изделием.
Среди ключевых факторов, влияющих на стоимость владения изделия,
называют его надежность и ремонтопригодность. Еще одним важным
аспектом, определяющим затраты на этапе эксплуатации, является
пригодность к поддержке, которая определяется как степень соответствия
конструктивных характеристик и среды его эксплуатации требованиям
обеспечения готовности к работе.
Для решения проблемы пригодности к поддержке CALS предлагает
использование ИЛП.
ИЛП – это методология оптимизации стоимости ЖЦ изделия с учетом
критериев наилучшей пригодности изделия к поддержке эксплуатации,
надежности и ремонтопригодности, основанная на построении
интегрированной логистической системы.
ИЛП касается как заказчика, так и поставщика. Она работает на
протяжении всего жизненного цикла, определяя потенциальные и
фактические причины затрат на эксплуатацию, и позволяет принимать
решение для их снижения путем изменения либо конструкции изделия,
либо среды его эксплуатации. В настоящее время базовым
международным стандартом является военный стандарт Def 00-60.

13.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
13
Реализация ИЛП. Процедура поставки начинается с
приглашения к тендеру, поступающего от заказчика к
поставщикам.
Документы, представляемые заказчиками:
план организации ИЛП (ILS Plan) – требования к ИЛП изделия;
стратегию выполнения ЛА (LSA Strategy) – требования к
проведению ЛА;
описание условий использования (Use study);
порядок работы (Statement of Work) - требования к перечню
задач, которые обязательно должны быть выполнены
поставщиком, а также отчетность по ним.
Отчетность включает в себя следующие документы:
перечень данных контракта (Contract Data Requirements List);
описание информационных единиц (Data Item Descriptions) требования к содержанию каждой информационной единицы;
перечень данных БД ЛА (Data Selection Sheet) – обязательные
информационные объекты;

14.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
14
В ответ поставщик должен предоставить заказчику свой набор
тендерной документации:
интегрированный план поддержки (Integrated Support Plan);
план выполнения элементов ЛА (LSA Plan);
планы реализации элементов ИЛП (ILS Elements Plans);
план программы анализа неисправности (Failure Modes Effects
and Criticality Analysis Programme Plan);
план программы разработки процедуры обслуживания
(Reliability Centered Maintenance Programme Plan);
план программ и анализа ремонта (Level Of Repair Analysis
Programme Plan);
план управления документацией (Documentation Management
Plan).
Дальнейшее сотрудничество также происходит путем обмена
стандартизованной информацией. Конкретные условия
оговариваются контрактом.

15.

ОСНОВЫ CALS - ТЕХНОЛОГИЙ
15
Нормативная база CALS-технологий
Стандартные интерфейсы взаимодействия в рамках единого
информационного пространства предназначены для интеграции всех
информационных систем, используемых участниками жизненного цикла
изделия. В силу необходимости быстрой интеграции большого множества
программных систем, интерфейсы взаимодействия необходимо согласовывать
с международными стандартами для организации ЕИП.
Функциональные стандарты предназначены для описания бизнеспроцессов предприятия и их влияния на данные об изделии.
Информационные стандарты предназначены для классификации
структуры данных об изделии (базовым является стандарт ISO10303 STEP).
Стандарты на программную архитектуру рассматривают архитектуру
программных средств, позволяющую обмениваться данными без
непосредственного участия пользователя.
Коммуникационные стандарты предназначены для описания способов
физической передачи данных
Стандарты на интерфейс с пользователем описывают интерфейс,
который предлагается для диалога с пользователем.

English Русский Rules