Жизненный цикл продукта cals

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 сентября 2019; проверки требуют 4 правки.

CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделий), или ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий) — подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия.

За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.

Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.

Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределён во времени и пространстве между многими организационно-автономными проектными студиями. Среди достижений CALS-технологий — лёгкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.

Построение открытых распределённых автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современных CALS-технологий. Главная проблема их построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки её представления должны быть стандартизированными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделённых во времени и пространстве и использующих разные CAD/CAM/CAE-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация — адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем.

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.

Работа по созданию национальных CALS-стандартов в России проводится под эгидой Росстандарта: с этой целью создан Технический комитет ТК459 «Информационная поддержка жизненного цикла изделий», силами которого разработан ряд стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303, являющихся аутентичными переводами соответствующих международных стандартов (STEP).

История[править | править код]

В 1985 году Министерство обороны США объявило планы создания глобальной автоматизированной системы электронного описания всех этапов проектирования, производства и эксплуатации продуктов военного назначения.

Для координации работ по инициативе CALS был создан управляющий совет NATO по CALS — NATO CALS Management Board, существовавший до 2001 года.

За прошедшие годы CALS-технология получила широкое развитие в оборонной промышленности и военно-технической инфраструктуре Министерства обороны США. Это позволило ускорить выполнение НИОКР на 30—40 %, уменьшить затраты на закупку военной продукции на 30 %, сократить сроки закупки ЗИП на 22 %, а также в 9 раз сократить время на корректировку проектов[1].

CALS в широком смысле[править | править код]

Некоторые исследователи[источник не указан 2421 день] выделяют широкое трактование данного термина, которое затрагивает не только информационную поддержку продукта, но и ряд особенностей в организации этапов проектирования и контроля на всех стадиях. Главной идеей является такая организация производства, когда итогом каждого этапа является законченный продукт, пригодный для тестирования или использования. Например, производство автомобиля представляется как производство отдельных узлов и работ, каждая из которых имеет самостоятельную ценность и хорошо подлежит контролю:

производство ротора для мотора;
сборка автомобиля.

На каждом из этапов происходит тестирование, позволяющее выявить, где именно произошел сбой.

Кроме того, необходима высокая степень унификации и стандартизации, позволяющая оперативно производить изменения в проекте, например, заменить мотор от одного производителя на аналогичный от другого, без переналадки оборудования и внесения существенных изменений в проект. Комплекс мер позволяет многократно повысить прозрачность производственной цепи, оперативно находить и исправлять дефекты, получить новый уровень гибкости и приспособляемости.

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — 336 с.

Источник

2010/05/09 19:24:52

Continuous Acquisition and Lifecycle Support (CALS) — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделия. Совокупность принципов и технологий информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) продукции на всех стадиях её существования. В русскоязычный среде термин CALS обычно заменяют на ИПИ (Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий). В последнее время за рубежом наряду с CALS используется также термин PLM (Product Lifecycle Management).

Цели

Главная цель, которая преследуется предприятием при внедрении CALS — это минимизация затрат в ходе всего жизненного цикла изделия, повышение его качества и конкурентоспособности. А также повышение эффективности и конкурентоспособности самих промышленных предприятий. Достигается этот результат за счет существенного сокращения сроков освоения производства новых изделий, улучшения качества этих изделий и технической документации, представляемой в электронном виде, обеспечение высокого уровня сервиса и логистической поддержки на постпроизводственных стадиях жизненного цикла изделия или продукта. CALS-технологии являются мощным орудием, которое применяется на высокотехнологичных предприятиях для повышения эффективности работ, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта. Повышение эффективности достигается благодаря интегрированности и преемственности информации. А также благодаря тому, что характеристики многих деталей создававшихся ранее изделий, описания систем, процессов, станков и оборудования, задействованных при его изготовлении, хранятся в унифицированном электронном виде и доступны любому пользователю независимо от его местонахождения.

CALS-технологии базируются на наборе интегрированных информационных моделях изделия и его производственной и эксплуатационной среды. Более того, благодаря применению компьютерных сетей и стандартных форматов данных, CALS-технологии позволяют совместно использовать информацию и корректно её интерпретировать. CALS-технологии базируются на возможности совместного использования и обмена информацией во время процессов, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта.

На базе CALS-технологий создаются виртуальные производства, в которых процесс создания спецификаций с информацией для станков с ЧПУ, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими независимыми пользователями и проектными студиями. Главными достижениями CALS-технологий являтся лёгкость распространения передовых проектных решений и возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках.

Преимущества

Технологии, стандарты и программно-технические средства CALS позволяют быстро и дёшево обмениваться электронными данными и безбумажными электронными документами, а это даёт следующие преимущества:

возможность параллельного выполнения сложных проектов несколькими рабочими группами, что существенно сокращает время разработок;
планирование и управление многими предприятиями, участвующими в жизненном цикле продукции, расширение и совершенствование кооперационных связей;
существенное уменьшение количества ошибок и переделок, что приводит к сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества продукции;
распространение средств и технологий информационной поддержки на послепродажные стадии жизненного цикла — интегрированная логистическая поддержка изделий.

Эти преимущества приводят к тому, что внедрение CALS-технологий способствует существенной экономии рабочего времени и других производственных ресурсов, требуемых для разработки того или иного изделия.

Компоненты

Основными составляющими CALS-технологий являются:

CAD (Computer Aided Design) — инструментальный комплекс технических и программных средств автоматизированного проектирования изделий;
CAM (Computer Aided Manufacturing) — системы автоматизации технологической подготовки производства;
CAE (Computer Aided Engineering) — системы инженерного анализа;
Concurrent Engineering — средства реализации технологии параллельного тотального проектирования в режиме группового использования данных;
EDM (Enterprise Data Management) — система управления проектными и инженерными данными;
системы визуализации всего процесса разработки документации;
средства обмена данными;
средства разработки прикладного программного обеспечения;
методики анализа процессов проектно-технологической, производственной и управленческой деятельности.

Структура

Для полноценной работы CALS-технологий требуется широкая программная поддержка. Все программные продукты, применяемые для фунционирования CALS, можно разделить на две большие группы:

программы, необходимые для создания и преобразования информации об изделиях, производственной среде и производственных процессах, применение которых не зависит от реализации CALS-технологий;
программы, применение которых непосредственно связано с CALS-технологиями и требованиями соответствующих стандартов.

К первой группе относятся программные продукты, традиционно применяемые на предприятиях различных отраслей промышленности и предназначенные для автоматизации различных информационных и производственных процессов и процедур. К этой группе принадлежат следующие программные средства и системы:

офисные программы для подготовки текстовой и табличной документации различного назначения (текстовые редакторы, электронные таблицы и т. д.);
САЕ-системы для автоматизации инженерных расчетов и эскизного проектирования;
CAD-системы для автоматизации конструирования и изготовления рабочей конструкторской документации;
САМ-системы для автоматизации технологической подготовки производства;
системы MRP и ERP для автоматизации планирования производства и управления процессами изготовления изделий, запасами, производственными ресурсами, транспортом и т. д.;
средства ЭЦП для идентификации и аутентификации информации .

Ко второй группе принадлежат программы:

PDM для управления данными об изделии и его конфигурации ;
управления проектами;
WF (Work Flow) для управления потоками заданий при создании и изменении технической документации;
обеспечения ИЛП изделий на постпроизводственных стадиях ЖЦ;
функционального моделирования, анализа и реинжиниринга бизнес-процессов.

Внедрение

На мировом рынке уже сегодня, а скоро и в России продукция, не снабженная электронной документацией и не обладающая средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий жизненного цикла, будет полностью вытеснена. К любому высокотехнологичному изделию предъявляется ряд жёстких требований, удовлетворение которых невозможно без внедрения CALS-технологий. Среди этих требований можно выделить:

представление конструкторской и технологической документации в электронной форме;
представление эксплуатационной и ремонтной документации в форме интерактивных электронных технических руководств, снабженных иллюстрированными электронными каталогами запасных частей и вспомогательных материалов и средствами дистанционного заказа запчастей и материалов;
организация интегрированной логистической поддержки изделий на постпроизводственных стадиях их жизненного цикла;
наличие и функционирование электронной системы каталогизации продукции;
наличие на предприятиях соответствующих требованиям стандартов ИСО 9000:2000 систем менеджмента качества и т. д.

См. также

САПР

Ссылки

Источник

Эта статья первая, из небольшого цикла, посвященного CALS-технологиям, в котором я попытаюсь разобраться, что это такое и с чем их едят. Сколько будет, сам не знаю, может всего одна, а если народу понравится, то может и все десять.

Википедия услужливо подсказывает нам, что это всесторонние и всеобъемлющие технологии по поддержке жизненного цикла изделий. Цель внедрения CALS — минимизация затрат в ходе жизненного цикла изделия, повышение его качества и конкурентоспособности. А что это такое и вообще с чего все началось?

История, во всяком случае, ее официальная часть говорит нам о том, что вначале человек жил на деревьях и ни о чем кроме себя любимого не беспокоился. Кушал фрукты и овощи, иногда закусывал соседями. Спустя некоторое время мы наблюдаем его бегающим по лесам и полям, охотившимся на диких мамонтов, воюющим с соседями, которые не хотят, чтобы он ими закусывал.

Спустя еще некоторое время он уже вовсю мотыжит землю, роет оросительные каналы, и опять воюет с соседями, но уже за плодородную землю. В общем и целом, обустраивается на этой планетке по полной программе. А чем он это делал? У него были какие-то орудия труда и оружие. Это все вначале целиком и полностью изготавливалось самостоятельно. Это личное производство. Тонкости производства передавали из поколения в поколение, постепенно совершенствуя способы производства.

Затем люди заметили, что некоторые из них умеют производить некоторые вещи лучше, чем остальные. И типичным стал диалог:

— Петрович, сделай мне, пожалуйста, плуг или копье как ты умеешь, а я тебе посуды налеплю из глины по старинному семейному рецепту или лаптей навяжу.
— Нехай, Иваныч, сделаю.

Этих Петровичей и Иванычей стали называть ремесленниками. Они специализировались на чем-то. Ездили на «конференции» для обмена опытом, выведывали чужие секреты и следили за своими. Так стало развиваться кустарное производство.

Прошло еще немного времени, и мы видим, вначале мануфактуры, затем фабрики и заводы, занимающиеся производством всякой разной продукции. Используются все более сложные станки и системы. Это – промышленное производство. В зависимости от объемов оно бывает: мелкосерийным, среднесерийным и крупносерийным.

Чем дальше производим, тем все более сложные вещи мы производим и все в большем количестве. Производство становится не только трудоемким, но и наукоемким.
В конце концов, мы начинаем приходить к парадоксу – наукоемкость становится слишком трудоемкой (каламбур, но мне нравится). И, чем дальше, тем хуже. Где-то в этом месте появляется идея использовать автоматизацию, в том числе и компьютерную.

Можно рассматривать с двух сторон:

Слишком большие потоки информации, то есть мы банально не можем ее анализировать, согласовать между собой и представить в нужном виде в разумные сроки. Был предпринят ряд шагов для решения это проблемы.
Начиная с середины 60-х годов XX века разрабатываются и внедряются первые САПР, АСУП, АСУ ТП АСУ ТП и т.д. Это были автономные программные модули, которые, по возможности автоматизировали тяжкий труд инженеров.
В конце 70-х годов XX века стали появляться гибкие производственные системы, главная особенность которых – наличие компьютерной системы, объединяющей отдельные процессы внутри предприятия.
В конце 80-х годов XX-века появились компьютеризированные интегрированные производства, в которых использовалась уже единая информационная среда, единые базы данных и стандарты производства.
В середине 80-годов XX-века появилось понимание того, что жизнь изделия за пределами предприятия не заканчивается, а только начинается. Появляются системы, поддерживающие жизненный цикл изделия.
Первыми это поняли американские вояки. Они надеялись, что благодаря использованию таких систем они очень прилично сэкономят на производстве вооружения (именно поэтому я говорил в предыстории и копьях и соседях, которыми закусывают). В принципе так оно и получилось, и технология получила жизнь. Появились интегрированные информационные среды (не путать с интеллектуальными информационными средами).
Слишком много документации.
Небольшое отступление. Признавайтесь, сколько пачек бумаги в день вы скармливаете принтеру, ксероксу и шредеру? А потом мы говорим, что какие-то нехорошие люди вырубают целые леса. В свое время Пентагон рассматривал возможность отопления зимой своего помещения за счет сжигания ненужной документации, сделанной за день. Еще один пример. Объем документации на 1 (!) корабль занимает 9 (!) железнодорожных вагонов! В общем, объем бумажной документации превышает все допустимые пределы. Раньше для решения этих проблем были целые «НИИ», которые занимались «перекладыванием бумажек». А ведь эксплуатировать как-то надо. Помимо этого, очень сложно переделывать ошибки в документации, на устранение которых тратится очень много времени и сил.
Первое, что ходит в голову – это естественно использовать электронную документацию, электронные чертежи, , электронный документооборот и прочее. Народ пошел в решении проблемы дальше. Придумали такую штуку как формализованные информационные модели, описывающие продукцию с нужно стороны. В интегрированных системах они представляют собой специализированные информационные объекты. Их сразу постарались стандартизировать, чтобы не было накладок в будущем. В самом простейшем случае, один из вариантов может представлять собой параметризованный чертеж.
Например, Вы занимаетесь производством шестеренок, к Вам приходит заказчик и говорит, что ему нужно другое количество зубцов на шестеренке, другой материал, другой профиль зубца. В обычном случае, нужно делать новый чертеж, перенастраивать станки и прочее. Имея такую модель, Вы просто задаете нужные параметры, а дальше все происходит в более или менее автоматизированном виде.
Реальный пример: заказ опций для автомобилей в достаточно широком спектре. В некоторых проектах доходит до того, производство «темное», то есть на заводе банально отсутствует освещение – людей там нет, а если и есть, то только для обслуживания сломавшейся техники. То есть получается экономия практически на всем.

P.S.
Если Вам, будет интересно, в следующие разы вкратце расскажу:

об основных понятиях и технологиях в области CALS;
о реализованных и реализуемых в настоящее время проектах;
о том, где этому учили и учат;
о том, где это разрабатывали и разрабатывают;
об основных принципах;
о стандартах: Вы узнаете кое-что интересное, а для кого-то даже и новое из жизни HTML;
об основных этапах жизненного цикла продукции и как это все работает;
и, если, в кои-то веки, я у меня хватит сил и терпения, то плавно перейду к программной инженерии и попробую сравнить подходы.

Источник