Использование CALS-технологий в менеджменте качества

Концепция CALS

Основой концепции CALS является повышение эффективности процессов ЖЦ изделия за счет повышения эффективности управления информацией об изделии. Задачей CALS является преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс путем реструктуризации (реинжиниринга) входящих в него бизнес-процессов. CALS (Continuous Acquisition and Life cycleSupport) переводится как «непрерывное развитие и поддержка ЖЦ» и символизирует две основные идеи, реализующие задачу CALS. Первая часть термина «CALS» (Continuous Acquisition) означает постоянное повышение эффективности (развитие) как самого изделия, так и процессов взаимодействия между поставщиком и потребителем изделия в течение его ЖЦ. Вторая часть термина «CALS» (Life cycle Support) обозначает путь такого развития: внедрение новых организационных методик разработки изделия, например, параллельного проектирования или междисциплинарных рабочих групп. Это приведет к увеличению инвестиций на этапах создания и модернизации изделия, но позволит более полно учесть потребности заказчика и условия эксплуатации, что, в свою очередь, приведет к снижению затрат на этапах эксплуатации и обслуживания изделия и, в конечном итоге, к сокращению затрат на весь ЖЦ изделия. Можно выделить две основные проблемы, стоящие на пути повышения эффективности управления информацией. Во-первых, с увеличением сложности изделий и применением для их разработки современных компьютерных систем, значительно увеличивается объем данных об изделии. При этом прежние методы работы с данными уже не позволяют обеспечивать их точность, целостность и актуальность при сохранении приемлемых временных и материальных затрат. Во-вторых, увеличение количества участников проекта по разработке изделия (особенно в случае виртуального предприятия) приводит к возникновению серьезных проблем при обмене информацией между участниками из-за наличия между ними коммуникационных барьеров (например, из-за несовместимости компьютерных систем).

Стратегия CALS

Путь реализации концепции CALS содержится в стратегии CALS, предполагающей создание единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников ЖЦ изделия (в том числе, эксплуатирующих организаций). ЕИП должно обладать следующими свойствами:

- Вся информация представлена в электронном виде;

- ЕИП охватывает всю информацию, созданную об изделии;

- ЕИП является единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);

- ЕИП строится только на основе международных, государственных и отраслевых информационных стандартов;

- Для создания ЕИП используются программно-аппаратные средства, уже имеющиеся у участников ЖЦ;

- ЕИП постоянно развивается.

Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания ЕИП:

- Автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦ изделия и представление данных на них в электронном виде;

- Интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках ЕИП. Основными преимуществами ЕИП являются:

- Обеспечение целостности данных;

- Возможность организации доступа к данным географически удаленных участников ЖЦ изделия;

- Отсутствие потерь данных при переходе между этапами ЖЦ изделия;

- Изменения данных доступны сразу всем участникам ЖЦ изделия;

- Повышение скорости поиска данных и доступа к ним по сравнению с бумажной документацией;

- Возможность использования различных компьютерных систем для работы с данными. ЕИП может быть создано для организационных структур разного уровня: от отдельного подразделения до виртуального предприятия или корпорации. При этом различается и эффект, получаемый от создания ЕИП.

CALS-технологии

При реализации стратегии CALS должны использоваться три группы методов, называемых CALS-технологиями:

- Технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов - набор организационных методов реструктуризации способа функционирования предприятия с целью повышения его эффективности. Эти технологии нужны для того, чтобы корректно перейти от бумажного к электронному документообороту и внедрить новые методы разработки изделия;

- Технологии представления данных об изделии в электронном виде - набор методов для представления в электронном виде данных об изделии, относящихся к отдельным процессам ЖЦ изделия. Эти технологии предназначены для автоматизации отдельных процессов ЖЦ (первый этап создания ЕИП);

- Технологии интеграции данных об изделии - набор методов для интеграции автоматизированных процессов ЖЦ и относящихся к ним данных, представленным в электронном виде, в рамках ЕИП. Эти технологии относятся ко второму этапу создания ЕИП

При автоматизации отдельных процессов ЖЦ изделия используются существующие прикладные программные средства (САПР, АСУП и т.п.), однако к ним предъявляется важное требование - наличие стандартного интерфейса к представляемым им данным. При интеграции всех данных об изделии в рамках ЕИП применяются специализированные программные средства - системы управления данными об изделии (PDM - Product Data Management). Задачей PDM-системы является аккумулирование всей информации об изделии, создаваемой прикладными системами, в единую логическую модель. Процесс взаимодействия PDM-системы и прикладных систем строится на основе стандартных интерфейсов. Стандартные интерфейсы взаимодействия компьютерных систем можно разделить на четыре группы:

- Функциональные стандарты. Задают организационную процедуру взаимодействия компьютерных систем; пример: IDEF0;

- Стандарты на программную архитектуру. Задают архитектуру программных систем, необходимую для организации их взаимодействия без участия человека; пример: CORBA;

- Информационные стандарты. Задают модель данных об изделии, используемую всеми участниками ЖЦ; пример:ISO

-10303 STEP

- Коммуникационные стандарты. Задают способ физической передачи данных по локальным и глобальным сетям; пример: Internet-стандарты.

Поскольку потребитель тоже является полноправным участником ЖЦ изделия, необходимо обеспечение для него доступа в ЕИП. Однако использование для этих целей PDM-системы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. К тому же, если потребитель эксплуатирует изделия от разных поставщиков, ему придется иметь дело с разными ЕИП и, соответственно, разными PDM-системами. 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). ИЭТР разрабатывается поставщиком, обеспечивает доступ потребителя к эксплуатационной информации об изделии в ЕИП и имеет стандартный интерфейс пользователя (например, согласно MIL-M-87268), что позволяет сотрудникам эксплуатирующей организации одновременно обслуживать изделия от разных поставщиков.

CALC-проекты в мире

Проекты по развитию и внедрению стандарта ISO 10303 (STEP)

PLCS - Product Life-cycle Support

В рамках данного проекта разрабатывается модель данных (на основе стандарта STEP), которая позволяла бы обеспечить информационную поддержку процессов в ходе всего жизненного цикла продукта. Участниками проекта являются:

- Airbus Industrie

- The Boeing Company

- The Baan Company

- BAE SYSTEMS

- The Finnish Defence Forces (FDF)

- Lockheed Martin Government Electronic Systems

- LSC Group Ltd.

- Norwegian Defence & DNV

- PTC

- Rolls-Royce (PLC)

- Saab Aerospace

- U.K. Ministry of Defence (MoD)

- United States Department of Defense (DoD)

POSC/CAESAR Проект по разработке модели данных о нефтегазовом оборудовании для информационной поддержки этапов введение в эксплуатацию, эксплуатации и ремонта оборудования. В рамках данного проекта разработан проект стандарта ISO 15926 OIL&GAS. Особенностью стандарта является то, что он ориентирован не на обмен данными, а на их использование в режиме разделенного доступа.

Приведенная в стандарте концептуальная модель данных может быть использована в качестве основы для построения разделенных баз данных или DWH (Data Warehouse).

Стандарт ISO 15926 OIL & GAZ в настоящее время - последний из четырех информационных CALS - стандартов семейства STEP. Разработка стандарта OIL&GAZ как международного стандарта началась в 1998 году. Стандарт ISO 15926 использует в качестве информационных объектов обобщенные и интегрированные ресурсы, а так же для описания модели данных язык EXPRESS, которые являются составной частью стандарта ISO 10303 (STEP).

Участниками проекта являются:

- BNFL

- BP Amoco

- Conoco

- Foster Wheeler Energy

- Shell

- Det Norske Veritas

- FMC Kongsberg Subsea

- Intergraph

- Norsk Hydro

- Oracle

- Statoil

- ABB

- Akzo Nobel

STEP - NC

Проект по разработке модели данных для передачи геометрической информации для обработки на станках с ЧПУ. На основе данной модели разработан стандарт ISO 14649 "Data model for Computerized Numerical Controllers". Участниками проекта являются:

- CECIMO, the European Committee for Co-operation of the Machine Tool Industries has in membership the national associations from 14 European countries: Austria, Belgium, Switzerland, Czech Republic, Germany, Denmark, Spain, Finland, France, United Kingdom, Italy, The Netherlands, Portugal, and Sweden. It centralizes the activities, projects and objectives of the machine tool manufacturers.

- CMS S.p.A., which name means manufacturer of special machinery, designs and manufactures special and standard CNC machining centers, for the woodworking industry. More than 2000 NC machines are installed world-wide.

- The Daimler Chrysler group contains the following divisions: Passenger Car, Commercial Vehicle, Aerospace, Service division, and directly managed businesses such as Rail Systems, Microelectronics, and MTU/Diesel Engines.

- Desalt Systems S.A. is a worldwide recognized leader in CAD/CAM/CAE and PDM II market. It provides solutions to enable customers to build their digital enterprise, by defining, simulating, managing and optimizing concurrently product, manufacturing process, plant and product operation.

- The Automation and Drives Group (A&D) of the enterprise Siemens Ltd deals with industrial automation. Siemens has been involved in the machine tool industry for 30 years and are today one of the main vendors of CNC-technology in Europe.

- AB VOLVO is a company specialized in the transport technology. The product range are cars, trucks, buses, construction equipment and prototypes for this items. This includes the styling of models and components as well as the manufacturing of molds and dies or parts, components in single batch to mass production.

Проекты в области информационной поддержки этапов эксплуатации и логистической поддержки RENAULT KERAX (Тяжелый грузовик)

Подготовка электронной документации, поставляемой с продуктом Министерству обороны. Проект окончен в конце 2000 г.

PANDUR (Новое транспортное средство для поддержки мирных операций)

Проект по подготовке программно-аппаратного комплекса для поддержки этапа эксплуатации и сопровождения, реализующий следующие функции: поиск неисправностей, автоматическое установление необходимых запасных частей для устранения неисправностей, отображение последовательности действий по устранению неисправностей.

UAV (Непилотируемое воздушное транспортное средство)

Этот CALS-проект является пробным. Цель проекта - отработать сопровождение военной техники, реализовав все аспекты интегрированной логистической поддержки.

RECCE 2001

Программа сопровождения 139 легких бронированных транспортных средств с использованием интегрированной информационной модели. Цель проекта - тестирование используемых Министерством обороны Бельгии CALS-технологий. Среди которых: электронная документация, управление конфигурацией, анализ управления и стоимости жизненного цикла, оптимизация затрат на логистическую поддержку и ремонт, ремонтопригодность и надежность.

BAMS (COBRA)

Разработка хранилища данных на основе CALS-стандартов для управления конфигурацией BAMS radios . Вторая фаза данного проекта будет завершена к концу 2000 года. Результат данного этапа - перенос хранилища данных из ALCATEL в Логистический центр Министерства обороны.

CALS-проекты в России

В данном разделе мы постараемся знакомить Вас с наиболее показательными проектами в области CALS, проводимыми в настоящее время на отечественных предприятиях.

Пилотный проект "Внедрение на Воронежском механическом заводе (ВМЗ) СALS-технологий при производстве изделий ТЭК"

Основная задача проекта - отработка безбумажных технологий организации процессов проектирования и производства на базе электронных документов, практическое использование электронной подписи в документообороте, совершенствование системы качества на основе CALS-технологий.

Цель проекта - практически отработать создаваемую нормативную базу ("Электронный технический документ и применение цифровой подписи"), а также создать прецедент в организации процессов, построенных на этих принципах, и проверить работоспособность проектов стандартов.

Создание интегрированной информационной cреды предприятия (НПП "Аэросила", г. Ступино)

Целью данного проекта является создание интегрированной информационной среды предприятия.

Задачей темы является разработка и адаптация методических и программных средств, обеспечивающих взаимодействие подразделений предприятия в рамках единого информационного пространства.

В процессе выполнения работы разрабатывается модель информационного взаимодействия участников процесса конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) с системой хранения и управления информацией об изделии - PDM STEP Suite. Также будет проведена адаптация системы PDM STEP Suite для обеспечения взаимодействия автоматизированных систем, используемых на предприятии на этапе КТПП в соответствии с разработанной схемой информационного взаимодействия.

В настоящее время этот проект от стадии экспериментальных работ перешел в стадию широкового внедрения и масштабирования результатов.

Создание системы информационной поддержки жизненного цикла изделия

(ОАО "Туполев")

Целью проекта является системное и комплексное применение информационных технологий на основе анализа бизнес-процессов и с учетом международных стандартов по информационной поддержке жизненного цикла авиационной техники, что позволит обеспечить возможность интеграции конструкторских бюро и заводов авиационной промышленности в мировой процесс создания авиационной техники.

Основные направления работ в рамках данного проекта:

- развитие работ в формировании "виртуального предприятия";

- переход от "лоскутной" информации к комплексной;

- работы направленные на создание сложных информационных систем, охватывающих все бизнес-процессы предприятия;

- создание корпоративной нормативной базы;

- формирование структур управления проектами в информационных технологиях;

- внедрение ПЭОИ и параллельного инжиниринга;

- увязка процессов проектирования и производства в информационных технологиях;

- развитие работ по поддержке послепродажного обслуживания.

Выводы:

1. CALS-технологии являются основой информационных технологий для систем менеджмента качества.

2. Сущность CALS-технологий - создание базы данных для всего жизненного цикла продукции и управление этими базами данных .

3. Использование CALS-технологий предполагает создание корпорационной сети ЭВМ.

4. При использовании CALS-технологий необходимо проведение мероприятий по защите коммерческой информации.

Литература

1. http://www.cals.ru/

2. Дистанционный консалтинг по внедрению Cals-технологий. http://fmpsmtu.spb.ru/dist/information.html

3. ГНОЦ CALS- технологии. http://www.calscenter.com/introduction/index.htm

4. Рязанское Агентство Инвестиций и корпоративного управления. http://www.raicm.ru.

5. Балтийский завод, Baltiysky zavod CALS-технологии. http://www.bz.ru/info/h306r1.html

Размещено на Allbest.ru