Использование CALS-технологий в менеджменте качества

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Использование CALS-технологий в менеджменте качества»

Содержание

1. Использование CALS-технологий в менеджменте качества

2. Основные понятия и определения

3. Задачи обеспечения информационной безопасности в CALS-системах

4. Технологии построения защищенной сети виртуального предприятия

5. Комплексное решение проблем антивирусной безопасности

6. Документы, регламентирующие деятельность в области защиты информации

7. Системы качества

8. Моделирование, анализ и реинжиниринг бизнес-процессов

9. Управление данными об изделии

10. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях

11. Выбор и приобретение PDM-системы и технических средств

12. Разработка стандартов предприятия

13. Наполнение PDM информацией о ранее разработанных изделиях

14. Технология управления данными об изделии PDM-технология

15. PDM-система

16. Интерактивные электронные технические руководства

17. Место ИЭТР в ЖЦ изделия

18. Концепция, стратегия и технологии CALS

Литература

1. Использование CALS-технологий в менеджменте качества

технология cals поставка качество безопасность

А.В. Марцинковский, В.Н. Данилин, С.П. Доценко

CALS

Continuous Acquisition and Life cycle Support

В дословном переводе аббревиатура CALS означает "непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла".

Понятие "жизненный цикл изделия" введено в международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции). Данное понятие включает в себя следующие этапы жизненного цикла изделия: маркетинг, поиск и изучение рынка; проектирование и/или разработка технических требований к создаваемой продукции; материально-техническое снабжение; подготовка и разработка технологических процессов; производство; контроль, проведение испытаний и обследований; упаковка и хранение; реализация и/или распределение продукции; монтаж, эксплуатация; техническая помощь в обслуживании; утилизация после завершения использования продукции [1].

"Непрерывность поставок" требует и подразумевает оптимизацию процессов непрерывного взаимодействия "заказчика и поставщика" в ходе разработки, проектирования и производства сложной продукции.

Вторая часть определения CALS - "поддержка жизненного цикла" - заключается в оптимизации процессов обслуживания, ремонта, снабжения запасными частями и модернизации. Поскольку затраты на поддержку сложного наукоемкого изделия в работоспособном состоянии часто равны или превышают затраты на его приобретение, принципиальное сокращение "стоимости владения" обеспечивается инвестициями в создание системы поддержки жизненного цикла [1].

Данная технология, разработанная в 80-х годах в Министерстве обороны США, распространилась по всему миру и охватила практически все сферы мировой экономики. Она предназначена для повышения эффективности и качества бизнес-процессов, выполняемых на протяжении всего жизненного цикла продукта, за счет применения безбумажных технологий. Началом создания системы CALS-технологий явилась разработка системы стандартов описания процессов на всех этапах жизненного цикла продукции.

Для развития методологии CALS в США были созданы Управляющая промышленная группа по вопросам CALS (ISG) и ее исполнительный консультативный комитет. В настоящий момент в мире действует более 25 национальных организаций (комитетов или советов по развитию CALS), в том числе в США, Японии, Канаде, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии и других странах, а также в НАТО.

Основные усилия этих и подобных организаций были направлены на создание разного уровня нормативной документации. За последние несколько лет разработаны следующие документы: ISO 10303 (Industrial automation systems and integration -- Product data representation and exchange), ISO 13584 (Part Library), Def Stan 00-60 (Integrated Logistic Support), MIL-STD-2549 (Configuration Management. Data Interface), MIL-HDBK-61 (Configuration Management. Guidance), AECMA Specification 2000M (International Specification for Materiel Management Integrated Data Processing for Military Equipment), AECMA Specification 1000D (International Specification for Technical Data Publications, Utilising a Common Source Data Base) и т. д.

В настоящее время в развитых странах CALS рассматривается как комплексная системная стратегия, непосредственно влияющая на конкурентоспособность предприятия. Повышение конкурентоспособности достигается за счет сокращения затрат (цены изделия), сокращения сроков вывода новых образцов на рынок, повышением качества продукции за счет сквозной поддержки ее жизненного цикла. Применение стратегии CALS является условием выживания предприятий в условиях растущей конкуренции, в том числе на международных рынках, в ближайшие несколько лет.

Известны типовые показатели, которыми сопровождается применение CALS-технологий в США.

В процессах проектирования и инженерных расчетах: сокращение времени проектирования на 50%; снижение затрат на изучение выполнимости проектов на 15--40%.

В процессах организации поставок: уменьшение количества ошибок при передаче данных на 98%; сокращение времени поиска и извлечения данных на 40%; сокращение времени планирования на 70%; сокращение стоимости информации на 15--60%.

В производственных процессах: сокращение производственных затрат на 15-60%; повышение показателей качества на 80%;

В процессах эксплуатационной поддержки изделий: сокращение времени на изменения технической документации на 30%; сокращение времени планирования поддержки на 70%; снижение стоимости технической документации на 10--50%.

В современных условиях CALS-технологии являются важнейшим инструментом повышения эффективности бизнеса, конкурентоспособности и привлекательности продукции.

2. Основные понятия и определения

Для виртуального предприятия, действующего в рамках единого информационного пространства (ЕИП), информационные ресурсы играют определяющую роль, поэтому обеспечение их безопасности является важнейшей задачей.

Задачи обеспечения информационной безопасности в CALS-системах близки к аналогичным задачам в других автоматизированных системах (АС) обработки информации, для решения которых в настоящий момент уже существует законодательная и нормативная база, а также организационно-технические решения. Тем не менее, в отличие от защиты информации в отдельной организации, защита информации в виртуальном предприятии имеет свою специфику. В качестве главных особенностей можно указать:

- географически распределенная структура

- разнородность используемых программно-технических решений

- необходимость защиты информации и интеллектуальной собственности, принадлежащей нескольким владельцам.

Под информационной безопасностью виртуального предприятия (далее предприятия) - понимается состояние защищенности его интересов от существующих и вероятных внешних и внутренних угроз информационным ресурсам.

Информационными ресурсами являются:

- технические средства автоматизации (компьютерная техника и средства связи)

- электронные носители всех видов

- информация в виде файлов и баз данных на электронных носителях

- хранилища машиночитаемых и бумажных носителей (архивы и библиотеки) знания персонала.

Цель мер по обеспечению информационной безопасности - сократить возможный экономический и моральный ущерб предприятия, связанный с повреждением или неправомерным использованием информационных ресурсов.

Обеспечение информационной безопасности (ИБ) представляет собой сложный комплекс технических, юридических и организационных проблем.

Основой для системного решения задач обеспечения ИБ являются анализ возможных рисков, политика информационной безопасности (ИБ) и план обеспечения ИБ.

Анализ рисков- первый и необходимый этап в решении задачи ЗИ и проводится с целью выявления перечня потенциально возможных угроз интересам предприятия, событий и возможного ущерба, к которые могут возникнуть в результате реализации таких рисков.

На основе результатов анализа рисков разрабатывается политика безопасности - документ содержащий принципы деятельности предприятия в отношении проблем ИБ. Политика безопасности содержит ранжированный перечень угроз, принимаемых во внимание, классификацию защищаемых информационных ресурсов, определяет желаемый уровень защищенности, описывает организационные решения, необходимые для решения задач ИБ. На основе утвержденной политики безопасности разрабатывается план обеспечения информационной безопасности, содержащий конкретные организационно-технические решения и планы работ по их внедрению и реализации.

3. Задачи обеспечения информационной безопасности в CALS-системах

Одной из важных задач АС является обеспечение надежности передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации. Надежность информации в АС - это интегральный показатель, характеризующий качество информации с точки зрения:

1. физической целостности, т. е. наличия или отсутствия искажений или уничтожения элементов этой информации;

2. доверия к информации, т. е. наличия или отсутствия в ней подмены (несанкционированной модификации) её элементов при сохранении целостности;

3. безопасности информации, т. е. наличия или отсутствия несанкционированного получения её лицами или процессами, не имеющими на это соответствующих полномочий;

уверенности в том, что переданные или проданные владельцем программы или элементы баз (массивов) данных не будут размножаться (копироваться, тиражироваться) и использоваться без его санкции.

Задачами обеспечения информационной безопасности (ИБ) и соответственно функциями системы обеспечения информационной безопасности (СОИБ) являются:

1. пресечение и выявление попыток уничтожения или подмены (фальсификации) информации;

2. пресечение и выявление попыток несанкционированной модификации информации;

3. пресечение и выявление попыток несанкционированного получения информации;

4. пресечение и выявление попыток несанкционированного распространения или размножения информации;

5. ликвидация последствий успешной реализации перечисленных угроз;

6. выявление и нейтрализация проявившихся и потенциально возможных дестабилизирующих факторов и каналов утечки информации;

7. выявление и нейтрализация причин проявления дестабилизирующих факторов и возникновения каналов утечки информации;

8. определение лиц, виновных в проявлении дестабилизирующих факторов и возникновении каналов утечки информации, и привлечение их к определенного вида ответственности.

4. Технологии построения защищенной сети виртуального предприятия

Основой единого информационного пространства (ЕИП) виртуального предприятия является совокупность сетей входящих в него организаций и открытых сетей общего пользования -Интернет. Соответственно, необходимо обеспечить

1. защиту сетей внутри организаций,

2. управление доступом во внутренние сети организаций из открытых сетей,

3. управление доступом из внутренних сетей в открытые сети и

4. обеспечить безопасный обмен данными между внутренними сетями организаций через открытые сети.

Для защиты от несанкционированного доступа (НСД) к данным в рамках локальной сети организации и отдельных компьютерах, применяются специальные программно-технические средства, обеспечивающие управление доступом к данным на основе имеющихся у пользователей полномочий.

Базовый набор функций комплекса средств защиты от НСД включает в себя:

1. идентификацию и аутентификацию (проверку принадлежности субъекту доступа предъявленного идентификатора) пользователя в начале сеанса работы;

2. обеспечение доступа к данным и возможности запуска программ в соответствии с заданным списком полномочий и разрешений;

3. контроль целостности используемого программного обеспечения и данных;

4. протоколирование выполняемых действий.

Часть упомянутых функций выполняют некоторые современные операционные системы (ОС) компьютеров, например Microsoft Windows/NT, но могут и почти полностью отсутствовать, например в Microsoft Windows -95, и в этом случае должны обеспечиваться дополнительными средствами.

Идентификация и аутентификация пользователей может выполняться в путем ввода имени и пароля, использования смарт-карт (интеллектуальных пластиковых карт) и средств считывания данных с карт, подключаемых к компьютеру, специальных жетонов (token), хранящих уникальный код и т.д.. В особо ответственных приложениях применяются средства идентификации основанные на распознавании физических характеристик субъекта доступа (голоса, отпечатка пальца, радужной оболочки глаза и др.).

Основной проблемой обеспечения эффективной работы средств защиты от НСД является создание правильных и полных описаний полномочий пользователей, необходимых для выполнения служебных обязанностей.

В процессе работы сотрудники организации выполняют различные функции, каждая из которых требует доступа к разным наборам данных и программ. Требуется трудоемкий и кропотливый анализ всех выполняемых сотрудниками функций для того чтобы определить их полномочия и правильно отрегулировать средства доступа к данным. При этом, следует принимать во внимание, что любая организация подвержена изменениям и функции сотрудников нередко меняются и перераспределяются, что требует повторной перенастройки средств защиты.

Наиболее радикальным подходом является использование, в качестве инструмента управления полномочиями сотрудников, моделей бизнес-процессов, выполняемых в организации. Функциональная модель бизнес-процессов является обозримым, программно-поддерживаемым описанием, содержащим, в частности, сведения обо всех информационных объектах к которым сотрудник должен иметь доступ в процессе работы. Отбирая полученные данные в подмножества, связанные с должностными обязанностями конкретных лиц или рабочими местами, можно автоматически подготовить конфигурационные файлы для настройки средств защиты от НСД, установленных на рабочих местах. В этом смысле модель является основой для автоматизации настройки средств безопасности. Происходящие в организации изменения вводятся в модель и, соответственно, отображаются в настройке средств безопасности. Например, для того чтобы на время отпуска заменить одного сотрудника другим, необходимо в описании операции поменять идентификатор сотрудника, при этом полномочия отсутствующего сотрудника будут автоматически переданы работающему.

Защита от несанкционированного доступа (НСД) во внутреннюю сеть организации из открытой сети представляет собой отдельную задачу, для решения которой применяются межсетевые экраны (firewall). По сути, это устройство (или группа устройств), расположенное между внутренней (защищаемой) сетью и Интернет и выполняющее задачи по ограничению проходящего через него трафика, регистрации информации о трафике, пресечению попыток несанкционированного доступа при попытке подключиться к ресурсам внутренней сети (аутентификация пользователей) и т.д.

При этом данное устройство обеспечивает "прозрачный" доступ пользователей внутренней сети к службам Интернет и доступ извне (то есть из сети Интернет) к ресурсам ИС предприятия для зарегистрированных во внутренней сети пользователей.

Особо необходимо рассмотреть вопросы обеспечения антивирусной безопасности (АВБ) компьютерной системы предприятия. Возможность вирусного заражения является одной из серьезных угроз, которой могут подвергнуться программы и данные пользователей. Типичными путями попадания вирусов в компьютерную сеть являются:

электронные носители информации (флоппи диски, компакт диски, накопителя типа Zip, Jazz и т.д.);

бесплатное программное обеспечение, полученное через Web или FTP и сохраненное на локальной рабочей станции.

удаленные пользователи, которые соединяются с сетью через модем и получают доступ к файлам сервера.

электронная почта, содержащая в сообщениях присоединенные файлы документов (Word ) или электронных таблиц (Excel) , которые могут содержать в себе макровирусы.

Таким образом, для того, чтобы защитить корпоративную сеть от проникновения вирусов или разрушительных программ необходимо следить за возможными точками проникновения вирусов, к которым относятся: шлюзы Интернет, файловые серверы, серверы средств групповой работы и электронной почты, рабочие станции пользователей.

Следует отметить, что решение проблемы АВБ не сводится к установке антивирусных программ на каждый компьютер. Средства АВБ нуждаются в правильной настройке и регулярном обновлении таблиц вирусных сигнатур. Поскольку корпоративная компьютерная сеть может иметь очень сложную структуру стоимость обслуживания сети и поддержки средств АВБ катастрофически растет вместе с ростом числа подключенных рабочих станций. Одним из основных путей снижения затрат является применение средств централизованного управления средствами АВБ. Средства централизованного управления позволяют администратору безопасности со своего рабочего места контролировать все возможные точки проникновения вирусов и управлять всеми средствами АВБ перекрывающими эти точки.

Для того чтобы эффективно защищать корпоративную сеть средства АВБ должны удовлетворять целому ряду требований:

способность обнаруживать большинство известных и неизвестных вирусов, а также разрушительных программ;

способность производителя средств АВБ быстро выпускать новые модификации при появлении новых вирусов;

качественная и квалифицированная поддержка;

функциональная полнота, способность контролировать все точки потенциального проникновения в сеть;

удобные средства управления;

наличие средств оповещения о попытках вирусного заражения;

высокая производительность и др.

5. Комплексное решение проблем антивирусной безопасности

Нормативно-правовое обеспечение информационной безопасности

В России деятельность связанная с обеспечением информационной безопасности должна осуществляться на основе действующих Законов РФ и других нормативных актов. Основные нормативные документы, касающиеся данной области приведены в табл.1 [2].

6. Документы, регламентирующие деятельность в области защиты информации

Законы Российской Федерации “О государственной тайне” от 21.07.93 № 5485-1. “Об информации, информатизации и защите информации” от 25.01.95 № 24-ФЗ. “О федеральных органах правительственной связи и информации” от 19.02.93 № 4524-1. “О сертификации продукции и услуг” от 10.06.93 № 5151-1. “О связи” от 16.02.95 № 15-ФЗ. “О защите прав потребителей” от 07.02.92 № 2300-1. “Об авторском праве и смежных правах” от 09.07.93 № 5352-1. “Патентный закон Российской Федерации” от 23.09.92 № 3519-1. “О стандартизации” от 10.06.93 № 5154-1. “О рекламе” от 18.07.95 № 108-ФЗ. “О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных” от 23.09.92 № 3523-1. “О правовой охране топологии интегральных микрохем” от 23.09.92 № 3526-1. “Об участии в международном информационном обмене” от 04.07.96 № 85-ФЗ.

Указы и распоряжения Президента Российской Федерации “О мерах по соблюдению законности в области разработки, производства, реализации и эксплуатации шифровальных средств, а также предоставления услуг в области шифрования информации” от 3.04.95 № 334;

Распоряжение Президента Российской Федерации “О контроле за экспортом из Российской Федерации отдельных видов сырья, материалов, оборудования, технологий и научно технической информации, которые могут быть применены при создании вооружения и военной техники” от 11.02.94 № 74-рп.

Постановление Правительства РСФСР “О перечне сведений, которые не могут составлять коммерческую тайну” от 5.12.91 № 35;

Постановления Правительства Российской Федерации “О лицензировании отдельных видов деятельности” от 24.12.94 № 1418. “О лицензировании и квотировании экспорта и импорта товаров (работ, услуг) на территории Российской Федерации” от 06.11.92 № 854. “О поставках продукции и отходов производства, свободная реализация которых запрещена” от 10.12.92 № 959. “О внесении дополнений и изменений в постановления Правительства Российской Федерации от 06.11.92 № 854 и от 10.12.92 № 959” от 15.04.94 № 331. “Об утверждении Положения о порядке контроля за экспортом из Российской Федерации отдельных видов сырья, материалов, оборудования, технологий и научно-технической информации, которые могут быть применены при создании вооружения и военной техники” от 10.03.94 № 197. “О мерах по совершенствованию государственного регулирования экспорта товаров и услуг” от 01.07.94 № 758. “О лицензировании деятельности предприятий, учреждений и организация по проведению работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну, созданием средств защиты информации, а также с осуществлением мероприятий и (или) услуг по защите государственной тайны” от 15.04.95 № 333. “О сертификации средств защиты информации” от 26.06.95 № 608.

Иные нормативные акты

“Система сертификации средств криптографической защиты информации защиты информации” РОСС.RU.0001.030001 от 15.11.93. “Правила по проведению сертификации в Российской Федерации” от 16.02.94 № 3. “Положение о государственном лицензировании деятельности в области защиты информации” от 27.04.94 № 10. “Положение об испытательном центре (лаборатории) средств криптографической защиты информации, аккредитованном ФАПСИ на испытания средств криптографической защиты информации по требованиям безопасности информации”. “Положение о лицензировании деятельности в области связи в Российской Федерации”. “Временное положение об аттестационном центре ФАПСИ, аккредитованном на проведение работ в области защиты информации”. Организационно-методические и руководящие документы Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Концепция защиты средств вычислительной техники и автоматизированных систем от несанкционированного доступа к информации. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Временное положение по организации разработки, изготовления и эксплуатации программных и технических средств защиты информации от НСД в автоматизированных системах и средствах вычислительной техники. М., Воениздат, 1992.

Общая координация работ и разработка научно-технической политики в данной области возложены на Федеральное Агентство Правительственной Связи и Информации (ФАПСИ) и Государственную Техническую Комиссию (ГТК) при Президенте РФ.

Следует подчеркнуть, что в соответствии с действующими нормативными актами применяемые средства и решения защиты информации должны иметь сертификаты ГТК или ФАПСИ, а организации, осуществляющие их разработку, поставку и внедрение - лицензии на данный вид деятельности [3].

7. Системы качества

Обеспечение качества продукции является одной из задач, решаемых на предприятии или в иной организационной структуре в рамках управленческой деятельности. С этой точки зрения, система качества рассматривается как подсистема предприятия, тесно интегрированная с информационной средой, и поэтому для ее проектирования, создания, использования, анализа иреинжиниринга могут применяться CALS-технологии. Информация и документы, циркулирующие в системе качества, могут быть представлены в формате и виде, регламентированном стандартами CALS.

Применение новых информационных технологий, в том числе CALS - технологий, в системах качества на всех стадиях жизненного цикла продукции : проектирования, внедрения и эксплуатации, способствует непрерывному улучшению качества и позволяет руководству предприятия гарантировать, что все технические, административные и человеческие факторы, влияющие на качество производимой продукции, находятся под контролем, а управление системой качества учитывает запросы и ожидания потребителя и обеспечивает предприятию конкурентоспособность.

Упрощенно составляющие системы качества можно разбить на 2 составляющие:

1. организационное и нормативно-методическое обеспечение системы качества

2. информационная система сбора, регистрации, хранения и обработки данных о качестве, которая должна стать элементом ИИС.

Целью применения CALS-технологий, как инструмента организации и информационной поддержки всех участников создания, производства и пользования продуктом, является повышение эффективности их деятельности за счет ускорения процессов исследования и разработки продукции, придания изделию новых свойств, сокращения издержек в процессах производства и эксплуатации продукции, повышения уровня сервиса в процессах ее эксплуатации и технического обслуживания.

Стратегия CALS объединяет в себя:

применение современных информационных технологий;

реинжиниринг бизнес-процессов;

применение методов "параллельной" разработки;

стандартизацию в области совместного использования данных и электронного обмена данными.

8. Моделирование, анализ и реинжиниринг бизнес-процессов

Мировой опыт свидетельствует, что внедрению на предприятии информационных систем должно предшествовать серьезное функционально-информационное обследование предприятия, с целью определения оптимальности процессов, распределения ресурсов между функциями и т.д.

Бизнес-модель предприятия может создаваться с помощью различных инструментов. В настоящее время проработаны ряд методологий, позволяющих взяться за создание функционально-информационного описания бизнес-процессов предприятия. Одна из них - методология IDEF/0 (Руководящий документ Госстандарта РФ "Методология функционального моделирования IDEF/0"). Метод IDEF/0 предназначен для функционального моделирования, то есть моделирования выполнения функций объекта, путем создания описательной графической модели, показывающей что, как и кем делается в рамках функционирования предприятия. Функциональная модель представляет собой структурированное изображение функций производственной системы или среды, информации и объектов, связывающих эти функции.

Функциональная модель предприятия является основой для проведения анализа существующих бизнес-процессов. Анализ бизнес-процессов предприятия, фирмы, учреждения (в дальнейшем - организации) часто приводит к выводам о необходимости их перестройки как технологической, так и организационной. Задача такой перестройки состоит в том, чтобы повысить эффективность функционирования организации - увеличить прибыль, снизить издержки, повысить качество продукции, поднять производственный потенциал (возможность выпускать больше продукции или обслуживать большее число клиентов в единицу времени) и т.д. Организационную и технологическую перестройку процессов, составляющих в совокупности деятельность организации, принято называть реинжинирингом. Результатом проведения этих работ является разработанная функциональная модель предприятия "как должно быть", описывающая более совершенную технологию выполнения процессов, а также база данных о процессах, материальных и информационных потоках, ресурсах, доступная для анализа [4].

Кроме анализа и реформирования бизнес-процессов, на основе формализованного описания бизнес-процессов можно решать целый ряд задач, таких как:

1. проектирование информационной инфраструктуры, процедур и регламентов информационного взаимодействия;

2. разработка регламентов и процедур обеспечения качества продукции и создания систем обработки данных о качества;

3. разработка систем документооборота, СТП, должностных инструкций и др.;

задачи анализа рисков в плане информационной безопасности;

9. Управление данными об изделии

Информация об изделии - это набор данных, которые порождаются и используется на всем его ЖЦ и включают в себя информацию о конфигурации и структуре изделия, характеристики и свойства, организационную информацию (описание процессов, связанных с изменением данных об изделии, необходимые ресурсы - люди, материалы, т.д.), информацию о проведенных контрольных испытаниях, документы, которыми обрастает изделие с момента его проектирования до его продажи и дальнейшего обслуживания, и т.д.

Конструкторские данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе проектирования и разработки изделия, содержащая сведения о составе изделия, о геометрических моделях изделия, его компонентах и их технических характеристиках, об их отношениях в структуре изделия, о результатах расчетов и моделирования, о допусках на изготовление деталей и т.д.

Технологические данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых на стадии технологической подготовки производства и ассоциированных с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты. Содержит сведения о способах изготовления и контроля изделия и его компонентов в процессе производства (в том числе входного контроля покупных изделий и материалов). Включает описание маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ, а также данные для проектирования приспособлений и специального режущего и мерительного инструмента и т.д.

Производственные данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе производства, ассоциированная с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения о статусе конкретных экземпляров изделия и его компонентов в производственном цикле.

Данные о качестве изделия - совокупность информационных объектов, порождаемых при выполнении всех видов контроля, ассоциированная с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения о степени соответствия конкретных экземпляров изделия и его компонентов заданным техническим требованиям, техническим условиям, требованиям стандартов и других нормативно-технических документов.

Логистические данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе проектирования и разработки, ассоциированная с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения, необходимые для интегрированной логистической поддержки изделия на постпроизводственных стадиях ЖЦИ.

Эксплуатационные данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе проектирования и разработки, содержащая сведения, необходимые для организации обслуживания, ремонта и других действий, обеспечивающих работоспособность изделия. Включает интерактивное электронное техническое руководство по эксплуатации и ремонту (ИЭТР).

Каким образом организовать информацию, чтобы предоставить различным прикладным программам, будь то CAD, CAM, MRP, система подготовки эксплуатационной документации в электронном виде (ИЭТР), система автоматизации складов или бухгалтерские программы возможность доступа к необходимому для них набору данных? Для решения подобных задач разработан и получил широкое применение международный стандарт ISO 10303 STEP (ГОСТ Р ИСО 10303) - Стандарт о представлении информации об изделии и способам работы с ней.

Стандарт STEP регламентирует: логическую структуру базы данных (БД), номенклатуру информационных объектов, хранимых в БД, их связи и атрибуты. Типовые информационные объекты, такие как данные о составе изделия, материалах, геометрии изделия, независимые от характера описания изделия, называются в стандарте "интегрированными ресурсами", на основе которых строятся схемы баз данных об изделии для разных предметных областей: автомобилестроения, судостроения, аэрокосмической промышленности и т.д. Готовые схемы баз данных называются в стандарте "протоколами (правилами) применения" и представляют собой типовые решения. Стандарт также предусматривает способы взаимодействия с хранилищем данных - с помощью текстового обменного файла (ISO 10303-21) и через стандартный программный интерфейс (Standard Data Access Interface - SDAI - ISO 10303-22).

Немаловажной отличительной особенностью стандарта STEP от аналогичных является его расширяемость. В самом стандарте регламентирована методика разработки на его основе новых моделей данных. Эта методика гарантирует согласованность новых информационных моделей, как с самим стандартом, так и с другими моделями данных построенными на его основе. Что дает возможность, дополняя международную информационную модель необходимыми понятиями адаптировать ее под нужды конкретной отрасли или конкретного предприятия.

10. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях

Для того, чтобы интеграция данных стала давать ощутимую отдачу, необходимо разработать продуманную стратегию ее внедрения и четко следовать ей.

Этапы внедрения CALS-технологий на предприятии

Формирование рабочей группы.

Рабочая группа должна включать как сотрудников производственных отделов предприятия (конструкторов, технологов и т.п.), так и специалистов отдела автоматизации (программистов и системных аналитиков). Все сотрудники рабочей группы должны пройти обучение по соответствующим CALS-технологиям и программным продуктам. Для сохранения преемственности решений необходимо иметь рабочую группу с постоянным составом в течение всего процесса внедрения CALS-технологий.

Анализ существующих бизнес-процессов и информационного обеспечения на предприятии

Цель анализа - выявить существующее взаимодействие между бизнес-процессами и оценить их рациональность и эффективность. Для этой цели с использованием CALS-технологий разрабатываются функциональные модели, содержащие детальное описание выполняющихся процессов в их взаимосвязи. Формат описания регламентирован стандартом IDEF0. Полученная функциональная модель позволяет решать целый ряд задач, связанных с оптимизацией, оценкой величины и распределения затрат, оценкой производительности, загрузки и сбалансированности составных частей, обеспечить применение ABC-метода (Activity Based Costing). Формирование концепции информационной интеграции и внедрения PDM-системы на предприятии Формирование концепции включает выбор показателей оценки эффективности процессов, формирование целей внедрения CALS-технологий и стратегии их достижения. Основными показателями являются: конкурентоспособность (или качество) продукции, затраты и длительность процессов разработки и освоения производства изделия. Пример целей внедрения PDM-систем:

- Сократить срок разработки и внедрения на производство новых изделий на 50%;

- Уменьшить стоимость обработки информации на 40%.

Реинжиниринг бизнес-процессов

Реинжиниринг бизнес-процессов производственного предприятия должен быть направлен на внедрение следующих организационных методов разработки изделия:

- Параллельное проектирование;

- Единое информационное пространство;

- Междисциплинарные группы.

11.Выбор и приобретение PDM-системы и технических средств

Системы управления данными об изделии в настоящее время достаточно широко реализованы и представлены на российском рынке. Поэтому перед каждым предприятием будет стоять задача, какую систему выбрать и как ее применять для решения конкретных задач. В любом случае предприятие должно осознавать, что оно приобретает не просто компьютерную программу, но целый пакет услуг, поэтому необходимо учитывать не только качества самой PDM-системы, но и способность ее производителя (или дилера) обеспечить ее сопровождение, модернизацию и адаптацию к потребностям предприятия. Задача выбора и приобретения технических средств (компьютеров и сетевого оборудования) тесно связана с задачей выбора PDM-системы. Конкретные программные продукты отличаются набором реализуемых ими функций PDM-системы. Ниже приведен перечень систем, наиболее известных на российском PDM-рынке.

PDM-система	Производитель	Стоимость рабочего места (при покупке 50 рабочих мест)
iMAN	Unigraphics Solutions	~2500$
PartY Plus	Лоция-Софт	~400$
PDM STEP Suite	НИЦ CALS "Прикладная логистика"	~800$
Search	Интермех	~250$
T-Flex Docs	Топ Системы	~400$
Windchill	PTC	~2500$

12. Разработка стандартов предприятия

Разработка комплекса нормативной документации, регламентирующей порядок ввода и изменения информации об изделии в PDM-систему на основе международных, государственных и отраслевых стандартов необходима для организационного обеспечения внедрения PDM-системы. Интеграция PDM-системы с существующими и внедряемыми системами и ее адаптация к условиям предприятия Для создания на предприятии ЕИП необходимо интегрировать PDM-систему с уже существующими компьютерными системами. Кроме того, при внедрении понадобится учесть специфические условия функционирования предприятия. Средствами интеграции и адаптации PDM-системы являются:

- Прикладные модули АСУП или САПР, оперирующие данными в PDM системе;

- Прикладные модули PDM-системы (расширение функций);

- Конверторы PDM-АСУП, PDM-САПР и т.д.

13. Наполнение PDM информацией о ранее разработанных изделиях

Для эффективного использования накопленного предприятием производственного опыта требуются значительные затраты на перевод существующей документации о разработанных изделиях в стандартное представление и занесение ее в хранилище данных интегрированной информационной системы, с использованием средств адаптации.

Пилотные проекты по внедрению CALS-технологий в России

За последний год появилось ряд предприятий, которые активно занимаются применением CALS-технологий для решения производственных задач повышения эффективности производства, качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции: АВПК "Сухой", АНТК им.Туполева, ОАО «Туламашзавод», Конструкторское бюро приборостроения (г.Тула), корпорация "Компомаш", корпорация "Метран" и др.

14. Технология управления данными об изделии PDM-технология

Среди CALS-технологий интеграции данных об изделии, ключевой является технология управления данными об изделии ( Product Data Management - PDM ). PDM-технология предназначена для управления всеми данными об изделии и информационными процессами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные. Данные об изделии состоят из идентификационных данных (например, данных о составе или конфигурации изделия) и данных или документов, которые используются для описания изделия или процессов его проектирования, производства или эксплуатации (при этом все данные обязательно представлены в электронном виде). Управление информационными процессами ЖЦ представляет собой поддержку различных процедур, создающих и использующих данные об изделии (например, процедуры изменения изделия), т.е. фактически поддержку электронного документооборота, например, конструкторского документооборота. Основной идеей PDM-технологии является повышение эффективности управления информацией за счет повышения доступности данных об изделии, требующихся для информационных процессов ЖЦ. Повышение доступности данных об изделии достигается за счет интеграции всех данных об изделии в логически единую модель.

Существует много задач, которые можно решить за счет применения PDM-технологии, среди которых можно выделить наиболее распространенные:

- Создание ЕИП для всех участников ЖЦ изделия;

- Автоматизация управления конфигурацией изделия;

- Построение системы качества продукции согласно международным стандартам качества серии ISO 9000 (здесь PDM-технология играет роль вспомогательного средства);

- Создание электронного архива чертежей и прочей технической документации (наиболее простой способ применения PDM-технологии).

15. PDM-система

Для реализации PDM-технологии существуют специализированные программные средства, называемые PDM-системами (т.е. системами управления данными об изделии; другое название - системы управления проектами). PDM-система должна контролировать все связанные с изделием информационные процессы (в первую очередь, проектирование изделия) и всю информацию об изделии, включая: состав и структуру изделия, геометрические данные, чертежи, планы проектирования и производства, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, корреспонденцию, данные о партиях изделия и отдельных экземплярах изделия и многое другое. При создании ЕИП для всех участников ЖЦ изделия, PDM-система выступает в качестве средства интеграции всего множества используемых прикладных компьютерных систем (САПР, АСУП и т.п.) путем аккумулирования поступающих от них данных в логически единую модель на основе стандартных интерфейсов взаимодействия.

Создание ЕИП на основе PDM-системы

Пользователями PDM-системы выступают все сотрудники всех предприятий-участников ЖЦ изделия: конструкторы, технологи, работники технического архива, а также сотрудники, работающие в других предметных областях: сбыт, маркетинг, снабжение, финансы, сервис, эксплуатация и т.п. Главной задачей PDM-системы является предоставление соответствующему сотруднику нужной ему информации в нужное время в удобной форме (в соответствии с правами доступа).

Функции PDM-системы

Все функции полноценной PDM-системы можно четко разделить на несколько групп:

- Управление хранением данных и документов. Все данные и документы в PDM-системе хранятся в специальной подсистеме - хранилище данных, которая обеспечивает их целостность, организует доступ к ним в соответствии с правами доступа и позволяет осуществлять поиск данных разными способами. При этом документы, хранящиеся в системе, являются электронными документами, т.е., например, обладают электронной подписью.

- Управление процессами. PDM-система выступает в качестве рабочей среды пользователей и отслеживает все их действия, в т.ч. следит за версиями создаваемых ими данных. Кроме того, PDM-система управляет потоком работ (например, в процессе проектирования изделия) и занимается протоколированием действий пользователей и изменений данных.

- Управление составом изделия. PDM-система содержит информацию о составе изделия, его исполнениях и конфигурациях. Важной особенностью является наличие нескольких представлений состава изделия для различных предметных областей (конструкторский состав, технологический состав, маркетинговый состав и т.д.), а также управление применяемостью компонентов изделия.

- Классификация. PDM-система позволяет производить распределение изделий и документов в соответствии с различными классификаторами. Это может быть использовано при автоматизации поиска изделий с нужными характеристиками с целью их повторного использования или для автоматизации присваивания обозначений компонентов изделия.

- Календарное планирование. PDM-система содержит функции формирования календарного плана работ, распределения ресурсов по отдельным задачам и контроля выполнения задач со стороны руководства.

- Вспомогательные функции, обеспечивающие взаимодействие PDM-системы с другими программными средствами, с пользователями, а также взаимодействие пользователей друг с другом.

Выгоды от использования PDM-системы

Основной выгодой от использования на предприятии PDM-системы является сокращение времени разработки изделия, т.е. сокращение времени выхода изделия на рынок и повышение качества изделия. Сокращение времени выхода на рынок достигается в первую очередь за счет повышения эффективности процесса проектирования изделия, которое характеризуется четыре аспекта:

- Избавление конструктора от непроизводительных затрат своего времени, связанных с поиском, копированием и архивированием данных, что, при работе с бумажными данными, составляет 25-30% его времени;

- Улучшение взаимодействия между конструкторами, технологами и другими участниками ЖЦ изделия за счет поддержки методики параллельного проектирования, что приводит к сокращению количества изменений изделия;

- Значительное сокращение срока проведения изменения конструкции изделия или технологии его производства за счет улучшения контроля за потоком работ в проекте;

- Резкое увеличение доли заимствованных или слегка измененных компонентов в изделии (до 80%) за счет предоставления возможности поиска компонента с необходимыми характеристиками.

16. Интерактивные электронные технические руководства

Понятие Единого Информационного Пространства (ЕИП) является ключевым понятием CALS-технологий. Потребитель является полноправным участником ЖЦ на этапе эксплуатации изделия и ему необходимо обеспечить доступ в ЕИП. Однако использование для этих целей PDM-системы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы только эксплуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к ЕИП он будет использовать не PDM-систему, а интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР) Интерактивное Электронное Техническое Руководство (ИЭТР) - это техническое руководство, предоставляемое заказчику в электронной форме на мобильном носителе (CD), либо при помощи Интернет. ИЭТР предоставляет пользователю следующие возможности:

1. Отображение информации в удобном для пользователя виде (техническое руководство, каталог деталей, информация для заказа запчастей и т.д.).

2. Возможность обновления информации об изделии в связи с ремонтом, модификацией, применением особых, новых материалов при обслуживании.

3. Возможность использования встроенных в систему документации поисковых и диагностических систем.

С точки зрения концепции CALS, предусматривающей преемственность в передаче информации на всех стадиях жизненного цикла, ИЭТР - это документ, формируемый в значительной степени автоматически на основе конструкторского описания изделия. Если в подразделении, в котором создается ИЭТР, используется PDM-система, то все исходные материалы - текстовые, графические, звуковые и т.д. - берутся из нее в готовом виде. Информационное наполнение ИЭТР происходит главным образом на стадиях разработки и производства изделия, а применение ИЭТР на стадии эксплуатации и утилизации.

17. Место ИЭТР в ЖЦ изделия

Можно выделить несколько классов ИЭТР, каждый из которых характеризуется определенной функциональностью и стоимостью реализации [5]:

Класс 1 - Бумажно-ориентированные электронные документы. Отсканированные страницы бумажных руководств. Электронный документ - копия бумажного руководства. Преимущества: большие объемы бумажной документации заменяет компактный электронный носитель. Недостатки: не добавляет никаких новых функций по сравнению с бумажными руководствами.

Класс 2 - Неструктурированные документы. Текстовые электронные документы. Преимущества: возможность использования аудио- и видеофрагментов, графических изображений и возможность осуществлять поиск по тексту документа. Недостатки: ограниченные возможности обработки информации.

Класс 3 - Структурированные документы. Начиная с класса 3, руководства представляют собой документы, имеющие три компонента: структура, оформление и содержание. Кроме того, начиная с класса 3, ИЭТР имеют стандартизированный интерфейс пользователя. Преимущества: существует возможность стандартизировать структуру, оформление и пользовательский интерфейс руководств (например, в соответствии с отраслевыми стандартами на эксплуатационную документацию), стандартизированный интерфейс пользователя позволяет облегчить работу с ИЭТР. Недостатки: при создании руководств к сложным промышленным изделиям появляются проблемы управления большим объемом информации.

Класс 4 - Интерактивные базы данных. Руководства данного класса используют для хранения информации СУБД. Преимущества: можно создавать технические руководства большого объема. Недостатки: отсутствие системы диагностики изделия.

Класс 5 - Интегрированные базы данных. Дают возможность прямого взаимодействия с электронными модулями диагностики изделий, что существенно облегчает обслуживание и ремонт изделия. Преимущества: возможность проведения диагностики изделия. Недостатки: очень высокая стоимость создания. Вариант использования конкретного класса ИЭТР, в общем случае, зависит от сложности изделия, от финансовых и технических возможностей пользователя.

Использование ИЭТР дает следующие преимущества по сравнению с традиционными бумажными техническими руководствами:

- Сокращение на 20 - 25 процентов сроков освоения новых изделий потребителем.

- В интегрированном ИЭТР организовать обновление информации гораздо проще, чем в бумажных руководствах.

- В ИЭТР высокого уровня встраивается система диагностики неисправностей.

18. Концепция, стратегия и технологии CALS

Основные проблемы

В настоящее время на мировом рынке наукоемких промышленных изделий отчетливо наблюдаются три основные тенденции:

- Повышение сложности и ресурсоемкости изделий;

- Повышение конкуренции на рынке;

- Развитие кооперации между участниками жизненного цикла (ЖЦ) изделия (в т.ч., создание «виртуальных предприятий»).

Основной проблемой, стоящей сейчас перед отечественной промышленностью, является повышение конкурентоспособности выпускаемых изделий с учетом перечисленных тенденций. Добиться повышения конкурентоспособности изделия можно за счет:

- Повышения степени удовлетворения требований заказчика;

- Сокращения сроков создания изделия;

- Сокращения материальных затрат на создание изделия.

Основным способом повышения конкурентоспособности изделия является повышение эффективности процессов его ЖЦ, т.е. повышение эффективности управления ресурсами, используемыми при выполнении этих процессов. В настоящее время существует большое количество методик, предназначенных для повышения эффективности управления ресурсами разного типа: материальными, финансовыми, кадровыми или информационными.