Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
Инженерно-экономический факультет
Кафедра технологии самолетостроения
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Информационная поддержка изделий»
Вариант № 0
Студент группы 2 ТС а – 1 И.Г.Ерохина
Преподаватель А.В.Вялов
2007
Задание № 1.
Возникновение концепции
CALS и ее развитие.
Ответ
:
Последнее десятилетие XX и начало XXI века характеризуются широкой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности.
Этой всеобщей тенденции способствовали такие факторы, как появление и массовое применение персональных компьютеров, а также средств телекоммуникаций и вычислительных сетей, в т. ч. «всемирной паутины» - интернета. Эти факторы сделали актуальной проблему развития и эффективного использования информационных ресурсов: локальных, общенациональных и даже глобальных.
Уже в 80-е гг. было осознано, что информационные ресурсы любой страны по стоимости соизмеримы и, быть может, превосходят стоимость природных, в т. ч. энергетических ресурсов. Стало ясно, что устоять в конкурентной борьбе смогут только те предприятия, которые будут применять в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ). Именно ИТ, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции одновременно со значительным сокращением сроков постановки на производство и выпуска новых, более совершенных изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей.
Однако в тот же период было осознано, что частичная, фрагментарная компьютеризация отдельных видов производственной деятельности, будучи делом дорогостоящим, не оправдывает возлагаемых на нее надежд. Это связано с тем, что первые реализации ИТ представляли собой попытки внедрения качественно новых средств в традиционную технологическую среду. Эти попытки либо полностью отторгались, либо адаптировались к этой среде таким образом, что эффект от их использования был невелик. Примерами таких попыток могут служить:
-многочисленные АСУ, роль которых сводилась к автоматизации простейших учетных и отчетных функций;
-конструкторские САПР (Computer Aided Design, CAD), заменявшие чертежную доску и кульман экраном дисплея;
-технологические САПР (Computer Aided Manufacturing, CAM), облегчавшие подготовку технологической документации и управляющих программ для станков с ЧПУ;
-автоматизированные системы инженерных расчетов (Computer Aided Engineering, CAE).
Все эти средства создавались на различных вычислительных платформах, в различных языковых средах и, как правило, были несовместимы между собой, что предопределяло их автономное использование с необходимостью многократной перекодировки подчас одной и той же информации для ввода ее в ту или иную систему. Помимо резкого возрастания объемов рутинного труда, это приводило к многочисленным ошибкам и, как следствие, к снижению эффективности систем.
Вместе с тем, опыт, накапливавшийся в процессе создания и разработки автономных систем, оказался полезным: он позволил осознать необходимость интеграции систем, реализующих различные ИТ, в единый комплекс, который в отечественной технической литературе получил название ИАСУ - интегрированная автоматизированная система управления, а в англоязычной литературе - CIM (Computer Integrated Manufacturing).
Первоначально появление и внедрение ИАСУ (CIM) однозначно связывалось с высокоавтоматизированными производственными комплексами типа гибких автоматизированных производств и даже полностью автоматизированных предприятий. Однако дальнейшее развитие показало целесообразность внедрения ИАСУ на предприятиях с умеренным уровнем автоматизации технологических процессов.
Существенным оказалось создание в рамках предприятия единого информационного пространства (ЕИП), или интегрированной информационной среды (ИИС), охватывающего все этапы жизненного цикла (ЖЦ) выпускаемой этим предприятием продукции.
Именно идея ИИС и информационной интеграции стадий ЖЦ стала базовой при выработке подхода, получившего в США название CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла). Инициатором этого подхода и доведения его до уровня международных стандартов стало военное министерство США (в связи с необходимостью повышения эффективности управления и сокращения затрат на информационное взаимодействие между государственными учреждениями и коммерческими предприятиями при поставках вооружений и военной техники).
В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области ИТ и оформилась в виде серии международных стандартов ISO, государственных стандартов США и нормативных документов военного министерства США.
Следом за США идеологию CALS приняли все наиболее развитые страны: Великобритания, Германия, Швеция, Норвегия, Канада, Япония, Австралия и др. Специальная организация по CALS создана в НАТО.
Доказав свою эффективность, концепция и идеология CALS перестали быть прерогативой военных ведомств и начали активно применяться в промышленности, строительстве, на транспорте и в других отраслях экономики.
В последние годы методы и идеи CALS и основанные на них ИТ (CALS-технологии) находят применение и в России, в первую очередь на предприятиях оборонного комплекса, поставляющих свою продукцию на внешний рынок. Русскоязычное название этой концепции и стратегии — ИПИ, или информационная поддержка жизненного цикла изделий.
В направлении развития идеологии ИПИ в России известны работы академика А.Г. Братухина, на протяжении последних лет консолидирующего целый ряд направлений ИТ в качестве председателя Авиационного промышленного совета по CALS. Под его общей и научной редакцией объединены результаты работ специалистов авиастроения в области научного и практического компьютерного обеспечения процессов ЖЦ сложных машинотехнических систем. Известны работы Л.Б. Миротина и А.Г. Некрасова в области логистики процессов в гражданской авиации. Ряд организаций, в числе которых и НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», уже предлагают программные решения в данной области. CALS-технологии становятся мощным средством, обобщающим внедрение процессов информационной поддержки ЖЦ самых сложных и наукоемких изделий.
Настоящая работа имеет своей целью дать упорядоченную информацию об идеологии современных процессов ИПИ и последних достижениях в этой области.
Обобщая сведения, почерпнутые из различных источников, можно предложить следующее определение CALS.
CALS — концепция, объединяющая принципы и технологии информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях, основанная на использовании интегрированной информационной среды (единого информационного пространства), обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла (заказчиков продукции [включая государственные учреждения и ведомства], поставщиков [производителей] продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала), реализованная в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
За время своего существования и применения расшифровка аббревиатуры «CALS» претерпела ряд изменений. В момент возникновения идеи и в первоначальный период становления она расшифровывалась как Computer aided Logistic Support - компьютерная поддержка поставок и логистики. Акцент здесь делался на применении компьютеров для управления процессами поставок, транспортировки и эксплуатации (в аспекте обеспечения запчастями, расходными материалами и т. д.) продукции.
С течением времени, когда применение компьютеров перестало быть экзотикой, понятие трансформировалось и приобрело следующий вид: Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла. Здесь акцент смещен, во-первых, в сторону непрерывности взаимодействия заказчика и поставщика в ходе процессов поставки продукции, во-вторых, в сторону охвата всего ее ЖЦ. По умолчанию предполагается, что речь идет о сложной наукоемкой продукции, которая требует создания, преобразования и передачи между различными участниками ЖЦ больших объемов технической информации.
В последнее время появилась еще одна трактовка понятия «CALS»: Commerce At Light Speed - высокоскоростная коммерция (быстрая коммерция). Эта трактовка связана с постоянно расширяющейся сферой применения электронного бизнеса (e-business) или электронной коммерции (e-commerce), суть которых в том, что коммерческие сделки заключаются посредством глобальной сети интернет. В ходе этих сделок стороны обмениваются данными (подчас весьма значительного объема) в электронном безбумажном виде, при необходимости скрепляя эти данные электронными цифровыми подписями (ЭЦП), имеющими такой же юридический статус, как и собственноручная подпись. Электронный обмен данными происходит, естественно, с высокой скоростью, невозможной при традиционных способах общения партнеров.
Одним из видов электронного бизнеса стали виртуальные предприятия (ВП) - новая организационная форма выполнения масштабных наукоемких проектов, связанных с разработкой, производством и эксплуатацией сложной продукции. ВП создается посредством объединения на контрактной основе предприятий и организаций, участвующих в ЖЦ продукции и связанных общими бизнес-процессами. Информационное взаимодействие участников ВП осуществляется на основе общих хранилищ данных через общую корпоративную или глобальную компьютерную сеть. Срок жизни ВП определяется длительностью проекта или ЖЦ продукции.
Для ВП проблема информационного взаимодействия и применения CALS-технологий особенно актуальна, поскольку они включают в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков, географически удаленных друг от друга, использующих разнородные компьютерные платформы и программные решения.
Стандартизация форматов и технологий представления данных позволяет оперативно передавать функции одного участника ВП другому, который может воспользоваться результатами уже проделанной работы. Такая возможность особенно важна при создании изделий, имеющих длительный ЖЦ, когда необходима преемственность информационной поддержки продукции, независимо от рыночной или политической ситуации.
Применение CALS-технологий позволяет эффективно, в едином ключе решать проблемы обеспечения качества выпускаемой продукции, поскольку электронное описание процессов разработки, производства, монтажа и т. д. полностью соответствует требованиям международных стандартов ИСО серии 9000, реализация которых гарантирует выпуск высококачественной продукции.
Концептуальная модель CALS
Как уже отмечалось, концепция и идеология CALS зародились в недрах военно-промышленного комплекса США и затем были приняты большинством ведущих стран Запада. В частности, эта концепция была полностью принята НАТО, что нашло свое отражение в выпущенных этой организацией документах, где основные положения CALS изложены достаточно полно и последовательно.
На рис. 1-1 приведена схема, отражающая сущность CALS. Эта схема заимствована из зарубежных документов [5], доработана в соответствии с представлениями, сформированными в ходе исследовательской деятельности НИЦ «Прикладная логистика», и представляет собой концептуальную модель рассматриваемой в настоящем пособии проблемы.
В ходе этой деятельности была предложена русскоязычная аббревиатура «ИПИ». Представляется, что ИПИ есть адекватный русскоязычный аналог понятия CALS, в связи с чем в дальнейшем эта аббревиатура используется вместо CALS, кроме тех случаев, когда описываются зарубежные стандарты и зарубежный опыт.
Согласно этой схеме, основу, ядро ИПИ составляет ИИС или ЕИП. В принципе, оба термина равнозначны, однако в терминологическом словаре, утвержденном Госстандартом России, в качестве основного принят первый термин. На практике термин «ИИС» используют применительно к конкретному предприятию, а «ЕИП» - применительно к виртуальному предприятию (консорциуму).
Упомянутый словарь определяет ИИС как «совокупность распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающую корректность, актуальность, сохранность и доступность данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятельности, участвующим в осуществлении ЖЦ изделия, кому это необходимо и разрешено. Все сведения (данные) в ИИС хранятся в виде информационных объектов». В ИИС действует единая система правил представления, хранения информации и обмена ею.
В ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип ИПИ: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет избежать дублирования, перекодировки и несанкционированных изменений данных, а также связанных с этими процедурами ошибок, и сократить затраты труда, времени и финансов.
Основное содержание ИПИ, принципиально отличающее эту концепцию от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение ЖЦ изделия.
Эти инвариантные понятия условно делятся на две группы:
основные ИПИ-принципы;
базовые ИПИ-технологии.
К числу первых относятся:
-анализ и реинжиниринг бизнес-процессов (Business-processes analysis and reengineering);
-безбумажный обмен данными (Paperless data interchange) с использованием электронной цифровой подписи;
-параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);
-системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия - интегрированная логистическая поддержка, ИЛП (Integrated Logistic Support).
К числу вторых относятся:
-управление проектом (Project Management);
-управление данными об изделии (Product Data Management);
-управление конфигурацией изделия (Configuration Management);
-управление ИИС, в т. ч. информационными потоками (Information Management);
-управление качеством (Quality Management);
-управление потоками работ (Workflow Management);
-управление изменениями производственных и организационных структур (Change Management).
ИПИ-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей. Нормативную базу разработок составляют международные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты ИПИ-технологий. В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦ к другому при помощи программных средств, объединенных на схеме в блок «Инструментарий». К числу таких средств относятся:
-автоматизированные системы конструкторского и технологического проектирования (CAE/CAD/CAM);
-программные средства управления данными об изделии (PDM);
-автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием (MRP/ERP);
-программно-методические средства анализа логистический поддержки и ведения баз данных по результатам такого анализа (LSA/ LSAR);
-программные средства управления потоками работ (WFM);
-методология и программные средства моделирования и анализа бизнес-процессов (SADT).
Далее некоторые инвариантные понятия, инструментальные средства и другие компоненты концептуальной модели описаны более подробно.
Задание № 2.
Модель процесса функционального моделирования.
Ответ
:
Литература:
1. Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия. / В.В. Бакаев, Е.В. Судов, В.А. Гомозов и др. / под ред. В.В.Бакаева. – М.: Машиностроение, 2005. – 624 с.
2. Е.В.Судов «Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели». – М.: ООО Издательский дом «МВМ», 2003. – 264 с.
|