Революционность нового подхода состоит в том, что многие поколения конструкторов, технологов, производственников воспитаны на основе совершенно другой системы, базирующейся на сотнях стандартов ЕСКДИ, ЕСТД, детально регламентирующих ведение дел с использованием бумажной документации. В условиях применения CALS эта система должна претерпеть коренные изменения, учитывающие следующие особенности [19]:
появляются принципиально новые средства инженерного труда; полностью изменяется организация и технология инженерных работ;
должна быть существенно изменена, то есть дополнена и частично переработана, нормативная база;
тысячи специалистов должны быть переучены для работы в новых условиях и с новыми средствами труда.
Для подготовки и осуществления этой революции, сулящей многократное повышение эффективности процессов жизненного цикла изделий, необходимо выполнить комплекс организационных, научно-исследовательских, проектных и иных работ, направленных на создание новой культуры инженерной деятельности.
10.2. Основные преимущества CALS (ИПИ) – технологий
Технологии, стандарты и программно-технические средства CALS обеспечивают эффективный и экономичный обмен электронными данными и безбумажными электронными документами, что дает следующие преимущества:
возможность параллельного выполнения сложных проектов несколькими рабочими группами (параллельный инжиниринг), что существенно сокращает время разработок;
планирование и управление многими предприятиями, участвующими в жизненном цикле продукции, расширение и совершенствование кооперационных связей (электронный бизнес);
резкое сокращение количества ошибок и исправлений, что приводит к сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества продукции;
развитие средств и технологий информационной поддержки на послепродажной стадии жизненного цикла – интегрированная логистическая поддержка изделий.
На экономические показатели предприятий, применяющих CALS-технологии, непосредственно влияют следующие факторы:
сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;
сокращение сроков вывода на рынок новых конкурентоспособных изделий;
сокращение брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию;
увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной), составленной в соответствии с требованиями международных стандартов;
сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонт изделий ("затрат на владение"), которые для сложной наукоемкой продукции подчас равны или превышают затраты на ее закупку.
Вот некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS в промышленности США, имеющей более чем 15-летний опыт их использования [19]:
прямое сокращение затрат на проектирование от 10 до 30 %;
сокращение времени разработки изделий от 40 до 60 %;
сокращение времени вывода новых изделий на рынок от 25 до 75 %;
сокращение доли брака и объема конструктивных изменений от 20 до 70 %.
сокращение затрат на подготовку технической документации до 40 %;
сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации до 30 %.
Стратегия CALS
Путь реализации концепции CALS содержится в стратегии CALS, предполагающей создание единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников ЖЦ изделия, отличающегося следующими свойствами:
Вся информация представляется в электронном виде.
ЕИП охватывает всю информацию о создаваемом 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:
1. Автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦ изделия и представление данных о них в электронном виде.
2. 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, доступных 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.
10.3. Особенности построения единого информационного пространства предприятия (ЕИП)
Информацию, циркулирующую в системе информационной поддержки ЖЦ машиностроительного изделия и определяющую состав ЕИП, можно условно разделить на три класса:
– данные о продукции (изделии);
– данные о ресурсах;
– данные о выполняемых процессах.
Под изделием (конечным продуктом) понимается комбинация материалов, предметов, программных и иных компонентов, готовых к использованию по назначению. Компоненты конечного изделия в свою очередь являются изделиями. Данные об изделии составляют основной объем информации в ЕИП. На разных стадиях ЖЦ требуются различные подмножества из всей совокупности данных об изделии, отличающиеся составом и объемом информации. В целом информация об изделии включает [19]:
1) данные о составе и структуре изделия, используемых материалах и комплектующих изделиях с указанием возможных альтернатив и их взаимозаменяемости;
2) данные, определяющие состав возможных конфигураций изделия в зависимости от внешних требований и условий, а также данные об отличиях конкретных экземпляров изделий (партий изделий);
3) данные о технических, физических и других характеристиках изделия;
4) классификационные и идентификационные данные об изделии и его компонентах, в том числе его наименование, обозначение, классификационные коды, данные о поставщиках, сведения, касающиеся степени конфиденциальности информации об изделии и его компонентах;
5) геометрические данные, представленные в форме объемных геометрических моделей изделия, сборочных единиц и отдельных деталей, электронных (векторных) и сканированных бумажных (растровых) чертежей;
6) текстовую документацию;
7) сведения об имеющихся версиях структуры изделия, документов, моделей и чертежей и их статусе;
8) данные о разработчиках;
9) указания и требования, касающиеся финишной обработки и качества поверхностей готового изделия;
10) данные о качестве изделий;
11) данные об эксплуатации изделия.
Приведенный перечень не является полным и может быть расширен.
Многие из перечисленных типов данных требуют для своего представления сложных специфических информационных моделей, учитывающих семантику данных и правила работы с ними. Так, группы международных стандартов ИСО 10303 и ИСО 15384, включающие более 100 ГОСТов, регламентируют технологию представления данных об изделии и его компонентах на стадии проектирования и подготовки производства, стандарты ИЛП [DEF STAN 0060] – представление данных об изделии в контексте обеспечения эффективной эксплуатации, стандарты серии ИСО 9000 рассматривают данные о качестве изделий.
Ресурс – это совокупность материальных, финансовых, интеллектуальных или иных ценностей, используемых и расходуемых в ходе деятельности, связанной с разработкой, проектированием, производством или эксплуатацией изделия. Ресурсы, используемые в проекте, могут иметь различную природу, свойства и характеристики. Некоторые классификационные характеристики ресурсов приведены в табл. 10.1.
Между ресурсами могут существовать отношения заменяемости, когда один ресурс может заменить другой, и взаимозаменяемости, когда ресурсы могут заменять друг друга. Ресурсы могут быть простыми и составными и, соответственно, образовывать иерархические структуры.
Таблица 10.1
Классификационные характеристики ресурсов [19]
Структуры данных, описывающих ресурсы различного типа, регламентируются стандартом ИСО 15551.
Процесс (бизнес-процесс) – это совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами. Бизнес-процесс протекает в соответствии с управляющими директивами, вырабатываемыми на основе целей деятельности. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы и соблюдаются ограничения со стороны других процессов и внешней среды.
