Черепашков А.А., Носов Н.В. Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении

Подождите немного. Документ загружается.

Раздел 6. Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

6.7.2. Основные этапы жизненного цикла и злелий

и его автоматизация

Согласно определению, приведенному ГОСТ Р ИСО 9000

жизненный цикл продукции (ЖЦ) — это совокупность проц

ес

сов, выполняемых от момента выявления потребностей общесщ

в6

в определенной продукции до момента удовлетворения этих по-

требностей и утилизации этой продукции.

Существуют различные модели жизненного цикла проду

ции, самая полная из которых насчитывает 11 этапов:

- маркетинг и выявление потребности в продукции;

- проектирование и разработка продукции;

- планирование и разработка процессов производства;

- закупки материалов и комплектующих;

- производство или предоставление услуг;

- упаковка и хранение изделий;

- реализация продукции;

- монтаж и ввод в эксплуатацию;

- техническая помощь и сервисное обслуживание;

- послепродажная деятельность или эксплуатация;

- утилизация и переработка в конце полезного срока службы.

Иногда пользуются обобщенным перечнем этапов ЖЦИ,

в котором выделяют следующие стадии:

- маркетинг;

- проектирование и разработка (включая технологическую

подготовку производства);

- производство (включая закупки и испытания);

- поставка продукции (включая упаковку, хранение, достав-

ку и монтаж);

- эксплуатация (включая техобслуживание, ремонт и утили-

зацию).

Согласно стандартам ИСО продукция представляет собой ре-

зультат некоторой деятельности или выполненных процессов.

При этом определяется четыре общие категории продукции:

- технические средства, к которым относятся отдельные из-

делия определенной формы;

- обработанные материалы — изделия, являющиеся результа-

том преобразования сырья в желаемое состояние;

382

^у^епция комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделии

383

_ услуги — итоги непосредственного взаимодействия постав-

ика и потребителя и внутренней деятельности поставщика по

яовлетворению потребностей потребителя;

программное обеспечение.

для изделий машиностроения подходит первая категория,

последняя из перечисленных категорий продуктов принципи-

ально важна для компьютерных технологий. Кстати, при соз-

дании автоматизированных систем часто используется понятие

«жизненный цикл программного обеспечения».

Доказано, что необходимая эффективность от внедрения ком-

пьютерных технологий и компьютерного моделирования может

быть получена именно при их реализации в составе комплексной

системы информационной поддержки жизненного цикла изделий

[58], так как многообразие процессов ЖЦ и необходимость их ин-

тенсификации требуют активного информационного взаимодей-

ствия субъектов, участвующих в их осуществлении и поддержке.

С усложнением изделий и ростом числа участников ЖЦ не-

линейно растет объем создаваемой, обрабатываемой и переда-

ваемой информации. Если не использовать средства автомати-

зации, то эффективность бизнес-процессов снижается вплоть

до недопустимо низких показателей качества и эффективности

производства.

Информационное сопровождение ЖЦ характеризуется сле-

дующими принципиальными особенностями:

- В отличие от локальной автоматизации отдельных рабочих

мест и процессов решаются задачи комплексной автоматизации

всех этапов и информационной интеграции всех подсистем.

- Объекты автоматизации выходят за границы отдельного

предприятия, участники информационного взаимодействия мо-

гут быть территориально удалены друг от друга и располагаться

разных городах и даже странах.

- Комплексные модели изделий отличаются большой раз-

нородностью состава, включающего маркетинговые, конструк-

торские, технологические, производственные данные, а также,

возможно, и данные об эксплуатации изделий и т.д.

- Используются преимущественно стандартные способы и тех-

нологии передачи данных, открытые архитектуры программного

обеспечения и международные стандарты описания изделий.

Раздел 6. Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

384

Концепция комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделии

Рис. 6.1.3. Влияние новых информационных технологий

на эффективность этапов ЖЦ изделия:

1 — сокращение затрат на проектирование;

2 — сокращение стоимости внесения изменений и модификаций;

3 — сокращение времени подготовки производства за счет перехода

от натурных испытаний к компьютерному моделированию;

4 _ ускорение технологической подготовки производства за счет

совмещенного проектирования основного изделия и технологической

оснастки для его изготовления;

5 — повышение степени удовлетворенности заказчика за счет

участия последнего в ходе разработки изделия;

6 — быстрое реагирование на потребности рынка;

7 _ удовлетворение потребностей заказчика;

8 — гибкость освоения новых рынков;

о — возможность послепродажного расширения свойств изделия;

Ю — организация использования накопленных компьютерных баз

знаний в новых проектах (быстрый старт новых проектов).

Мировой рынок машиностроения стремительно развива-

ется в направлении полного перехода на информационные

технологии. Для повышения конкурентоспособности про-

дукции российских предприятий переход на информацион-

ные технологии также жизненно необходим, но его осущест-

вление требует объединения сил промышленности, науки

и образования, а также активного государственного регули-

рования в области информационной и промышленной стан-

дартизации.

385

- Потребность в создании среды информационного взац-

модействия компонентов интегрированной системы приводу

к необходимости создания единого информационного простран.

ства предприятия.

Компьютерные технологии и компьютерное моделирование

обладают поистине огромным инновационным потенциалом

Современные промышленные автоматизированные системы яв-

ляются одними из самых эффективных, а в ряде случаев и неза-

менимыми инструментами, обеспечивающими решение проблем

повышения качества, сокращения издержек и сроков внедрения

сложной наукоемкой продукции.

На известном графике зависимости затрат/доходов в процес-

се внедрения новой продукции в промышленное производство

[95] (рис. 6.1.3) стрелками показаны тенденции влияния инфор-

мационных технологий на повышение эффективность основных

этапов жизненного цикла изделия.

На первом — затратном — участке компьютерное моделиро-

вание в прикладных системах и информационные технологии

позволяют снизить затраты и сократить время технической под-

готовки производства. На втором — доходном — участке за счет

повышения качества и конкурентоспособности изделий наблю-

даются ускорение окупаемости затрат и повышение доходов.

В настоящее время практически на всех успешно действую-

щих российских предприятиях активно внедряются или плани-

руются к внедрению новые промышленные компьютерные си-

стемы и технологии [17, 150]. Опыт создания PLM, описанный

в материалах НИЦ CALS [109], демонстрирует существенный

полезный эффект, получаемый от комплексной автоматизации

технической подготовки производства наукоемких и сложных

изделий:

- прямое сокращение затрат на проектирование — от 10 до 30%;

- сокращение общего времени разработки изделий — от 40 до 60%;

- сокращение времени выхода на рынок — от 25 до 75%;

- сокращение объема брака и доводок — от 23 до 73%;

- сокращение затрат на разработку технической документа-

ции—до 40%;

- сокращение затрат на подготовку эксплуатационной доку-

ментации — до 30%.

Раздел 6. Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

В 2002 г. CALS-, CAD-, САМ-, CAE-технологии были вклад,

чены в перечень критических технологий РФ.

Признание важности развития CALS/ИПИ-технологий в Рос-

сийской Федерации на государственном уровне отражается в том

что на рубеже веков в разные годы были созданы важные элемен-

ты инфраструктуры, необходимой для разработки и внедрения

CALS-технологий: Государственный научно-образовательный

центр CALS-технологий [110], Научно-исследовательский центр

(НИЦ) CALS-технологий «Прикладная логистика» [109] и Тех-

нический комитет (ТК 431) Госстандарта России, координирую-

щий разработку отечественной нормативной базы.

Был также создан ряд советов и общественных организаций,

способствующих внедрению CALS/ИПИ-технологий в россий-

скую промышленность: Авиационный промышленный совет по

CALS [144], Российская ассоциация разработчиков и пользова-

телей ИПИ-технологий, Международная ассоциация по пробле-

мам CALS [111], Международный центр конверсионных техно-

логий и ряд других объединений и центров.

В большинстве документов, разработанных в этих компе-

тентных органах и советах, наряду с техническим и организа-

ционными проблемами отмечается необходимость создания

и развития системы подготовки и переподготовки инженерных

кадров по новым информационным технологиям, а также важ-

ность внедрения CALS/ИПИ-технологий в учебный процесс

вузов.

6.7.3. Автоматизированные системы поллержки

и управления ЖНИ

В течение своего жизненного цикла машиностроительное

изделие последовательно проходит ряд этапов, на каждом из

которых используются различные методы и средства автомати-

зации.

В целом ряде публикаций и учебников по информационным

технологиям [23, 35] приводится ставшая уже классической схе-

ма взаимодействия автоматизированных систем в процессах

ЖЦИ. На рис. 6.1.4 приведен модифицированный и дополнен-

ный ее вариант.

386

Концепция комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделии

Рис. 6.1.4. Схема взаимодействия автоматизированных систем

в процессе жизненного цикла изделий машиностроения

На схеме нами выделены два центра автоматизации PDM-

и ERP-системы, добавлен важный для современной рыноч-

ной экономики этап маркетинга и нанесены соответствующие

связи.

Даже такая разветвленная схема отражает только основные

компоненты, этапы и связи между ними и не претендует на

окончательность и завершенность. Это только подчеркивает

сложность задачи комплексной автоматизации и интеграции

ЖЦИ машиностроения и соответствует системному принципу

постоянного развития и совершенствования автоматизирован-

ных систем и технологий.

На схеме использованы наиболее популярные и устоявшиеся

обозначения автоматизированных систем, которые исторически

сложились в процессе развития промышленных компьютерных

технологий, и основаны на аббревиатурах англоязычных назва-

ний систем (табл. 6.1.1).

Системы, средства и технологии, предназначенные для авто-

матизации отдельных процессов и этапов ЖЦ изделия, весьма

Многочисленны, постоянно развиваются и пополняются.

387

Раздел 6, Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

Таблица 6.1

Автоматизированные системы, используемые в процессе

жизненного цикла изделий машиностроения

Обозна-

чение

Расшифровка

и перевод

Основное назначение

CAD

Computer

Aided Design —

компьютерно-

поддержанное

конструирование

Система автоматизации конструиро-

вания и разработки проектно-конструктор-

ской документации. Как правило, включа-

етподсистемы 3D- и 20-геометрического

моделирования, а также набор объектно-

ориентированных модулей для решения

типовых проектно-конструкторских за-

дач

САМ

Computer Aided

Manufacturing —

компьютерно-

поддержанное

производство

Система автоматизации моделирования

технологических процессов и разработ-

ки программ для станков с ЧПУ. Может

включать встроенный геометрический

моделер для проектирования формо-

образующих поверхностей

САРР

Computer Aided

Process Planning —

компьютерно-

поддержанное

планирование

процессов

Система автоматизации проектирования

технологических процессов и разработки

технологической документации. Как пра-

вило, включает модули аналитических

расчетов типовых технологических про-

цессов, трудового и материального нор-

мирования

CAE

Computer Aided

Engineering —

компьютерно-

поддержанный

инжиниринг

Система автоматизации проектировоч-

ных расчетов и инженерного анализа. Как

правило, реализует метод конечных эле-

ментов.

Используется для моделирования нап-

ряженно-деформированного состояния

конструкций, оптимизации конструкции

изделий и технологических процессов,

численного расчета физических полей

различной природы

388

Коние

пция

комплексной информационной поддержки жизненного цикла изделии

Product Data

Management —

управление дан-

ными о продукте

Система автоматизации управления ин-

женерными (проектными) данными. Вы-

полняет функцию центра информацион-

ной интеграции в PLM-решениях.

Автоматизирует задачи хранения, об-

мена и управления конфигурациями

комплексных моделей изделий.

Обеспечивает технологии параллель-

ного проектирования и организации

коллективной работы над проектом

ERP

Enterprise Resource

Planning — плани-

рование ресурсов

предприятия

Система автоматизации планирования

и управления предприятием (ресурсами

предприятия: финансовыми, материаль-

ными, кадровыми и пр.).

Базируется на использовании следую-

щих методик:

MRP (Material Requirements Planning) -

планирование потребностей в материалах

и производственных ресурсах;

MRP-II ( Manufacturing Resource Planning)

MES

Manufacturing

Execution System —

производственная

исполнительная

система

Система автоматизации управления

производством. Предназначена для авто-

матизации оперативного производствен-

ного планирования и управления про-

изводственным документооборотом на

уровне производств, цехов и участков

SCM

Supply Chain

Management —

управление

цепочками

поставок

Система автоматизации производствен-

ной логистики. Предназначена для авто-

матизации работы службы снабжения,

планирования закупок и формирования

графика поставок материалов, комплек-

тующих и пр.

CRM

Customer

Relationship

Management —

управление

взаимоотно-

шениями

с клиентами

Система автоматизации и учета работ

с клиентами и заказчиками. Автоматизи-

рует создание и ведение клиентских баз

данных, планирования работ, управле-

ние внешней перепиской и документо-

оборотом

389

390

391

Автоматизированные системы, используемые для сопрово-

экдения жизненного цикла даже одного изделия, разнородны по

своему назначению, функционированию и, что существенно,

основаны на разнообразных моделях и методиках из различных

предметных областей. Информационная и техническая слож-

ность отдельных этапов жизненного цикла и соответствующих им

автоматизированных систем требует для реализации различных

по уровню и объему ресурсов, средств и затрат [24, 35, 56, 58].

По назначению и профессиональной специфике используе-

мые в процессах ЖЦ компьютерные системы и технологии мож-

но условно разделить на три группы, которые развиваются во

многом параллельно и автономно друг от друга.

Конструкторско-технологическая подготовка производства,

автоматизация технического обслуживания и эксплуатации изде-

лий (КТППи ТО). К этой группе прежде всего относятся системы

автоматизированного конструирования (CAD); технологической

подготовки (САМ, САРР) и инженерного анализа (CAE), исполь-

зуемые в КТПП. Коллективную работу над проектами и интегра-

цию на этом этапе обеспечивает применение PDM-систем.

Без конструкторско-технологических моделей и данных, соз-

даваемых в процессе КТПП, не могут обойтись системы инфор-

мационной поддержки эксплуатации, обслуживания и ремонта

изделий (ТО).

Электронные технические документы являются первоисточ-

ником при создании интерактивных технических руководств

(ИЭТР/IETM — Interactive Electronic Technical Manuals) и обуча-

ющих подсистем. Сюда же можно отнести технологии виртуаль-

ных предприятия и КБ.

Перечисленные компоненты чаще всего и составляют базо-

вое наполнение PLM-системы (PLM-решение).

Планово-экономическая подготовка, организационное обеспе-

чение и управление производством. Специфическими для дан-

ного круга задач являются компьютерные системы, обеспечи-

вающие автоматизацию управления производством (АСУП).

За рубежом в этой области используют системы ERP(MRP)

и MES, реализующие известные концепции MPR и MRPII

{Requirements Planning — планирование потребностей в матери-

алах; Manufacturing Resource Planning — планирование ресурсов

производства). В настоящее время на большинстве российских

предприятий наблюдается активное вытеснение традицион-

ных АСУП собственного производства коммерческими ERp.

решениями.

Маркетинг, продажа и поставка изделий, снабжение и произ-

водственная логистика. К этой функциональной группе средств

автоматизации можно отнести программы, предназначенные для

информационной поддержки работы с заказчиками, потребите-

лями и субподрядчиками, — системы логистической поддержки

изделия: SCM, CRM, E-commerce (В2В, В2С).

Разумеется, что многие информационные технологии тесно

связаны и взаимно пересекаются при реализации в реальных

автоматизированных системах. Сама цепочка жизненного цик-

ла изделия на практике не является однозначно линейной, со-

держит циклы и разветвления. Общими для большинства эта-

пов являются универсальные информационные технологии баз

данных (БД), компьютерных сетей, офисного делопроизводства

и электронного документооборота и многие другие.

Автоматизированные средства и технологии, попадающие

в первую группу, признаны наиболее сложными компьютер-

ными системами. На этапах проектирования, технологической

подготовки и производства изделия, как правило, необходимо

оперировать сложными физическими процессами и объектами,

которые требуют высокоточных моделей, используют сложные

математические методы и алгоритмы. На этих этапах формиру-

ются внешний облик, структура и состав изделия, определяют-

ся проектные параметры и эксплуатационные характеристики.

Проектируется технология производства и происходит материа-

лизация первоначального замысла.

На этапах проектирования и технологической подготовки

производства циркулирует самый мощный в ЖЦ информаци-

онный поток и выпускается основной объем технической и со-

проводительной документации. Хотя итоговым потребителем

электронных технических руководств (ИЭТР/IETM) являются

покупатель, службы эксплуатации, обслуживания и ремонта, их

разработка неэффективна без участия проектировщиков. Наи-

более успешная и оперативная работа по созданию ИЭТР долж-

на вестись с использованием возможностей PDM-системы.

392

393

Активное внедрение PLM-систем в России только начинает-

ся, опубликовано относительно немного научных работ, учебни-

ков и пособий, освещающих эту сферу прикладных компьютер-

ных наук.

Производство изделия — один из самых важных и ответствен-

ных этапов ЖЦ изделия, прежде всего в организационном отно-

шении. На этом этапе формируются материальные потоки, ко-

торые требуют для своей реализации значительных финансовых

ресурсов. В условиях средне- и крупносерийного производства

этап производства является наиболее энергоемким, материало-

емким и трудоемким. Значительно усложняют задачи инфор-

мационной поддержки производства, территориальная разоб-

щенность подразделений и организаций, высокая размерность

перечня деталей и агрегатов при изготовлении структурно слож-

ных изделий.

Аппарат моделирования и технологии реализации задач управ-

ления производством достаточно хорошо разработан и продолжа-

ет успешно развиваться, о чем свидетельствуют многочисленные

публикации.

Внедрение ERP-систем, связанных с автоматизацией управ-

ления производством, материальными и финансовыми ресур-

сами, в настоящее время идет опережающими темпами по срав-

нению с автоматизацией КТПП, особенно на экономически

благополучных предприятиях в металлургической, нефтегазовой

и добывающей промышленности.

Можно найти впечатляющие показатели эффективности от

внедрения систем работы с клиентами (CRM) и управления про-

дажами (S&SM) в областях электронных коммуникаций и тор-

говли.

6.1.4. Концепция, стратегия и базовые принципы

CALS/HnH/PLM

Согласно российским стандартам [93], CALS/ИПИ опреде-

ляется как «концепция и идеология информационной поддержки

Жизненного цикла продукции».

Основной идеей этой концепции является повышение кон-

курентоспособности продукции за счет комплексной автомати-

394

Базовые принципы CALS:

- системная информационная поддержка ЖЦ изделия на

основе использования интегрированной информационной сре-

ды (ИИС);

- информационная интеграция за счет стандартизации ин-

формационного описания изделий;

- интеграция программного обеспечения на основе стандар-

тизации структур данных и интерфейсов доступа к ним;

- ориентация на готовые коммерческие программно-

технические решения (Commercial Of The Shelf- COTS), соответ-

ствующие требованиям стандартов;

- безбумажное представление информации и использование

электронно-цифровой подписи;

- параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);

395

зации всех процессов ЖЦ изделия и повышения эффективности

управления информацией об изделии.

Концепция предполагает создание и использование единого

информационного пространства (ЕИП) или интегрированной ин-

формационной среды (ИИС), которая должна обеспечить быстрый

и полный доступ к необходимой содержательной информации

об изделии и единообразные способы информационного взаи-

модействия всех участников этого цикла: заказчиков, поставщи-

ков и производителей продукции, эксплуатационного и ремонт-

ного персонала и т.д.

Реализация ЕИП/ИИС возможна только при использовании

всеми участниками ЖЦИ единых правил взаимодействия и стан-

дартов электронного обмена данными. Причем чем шире будет

круг распространения стандартов, тем легче и полнее будет про-

исходить создание интегрированной информационной среды.

Очевидно, что наибольший эффект может дать принятие норма-

тивных документов (НД), регламентирующих интеграцию и об-

мен данных на государственном и даже международном уровнях.

В самом названии CALS (Continuous Acquisition and Life cycle

Support) уже заложены две важные идеи, развивающие концеп-

цию CALS. Первая часть термина (Continuous Acquisition — посто-

янное приобретение, развитие) означает непрерывное накопле-

ние информации и развитие самого изделия в течение его ЖЦ.

Вторая часть термина (Life cycle Support — поддержка жизненного

цикла) определяет необходимость создания соответствующего

механизма и инструментария информационного обмена.

Глубина и оперативность обработки производственной ин-

формации на этапах создания, эксплуатации и обслуживания

изделия должны позволить более полно учесть потребности за-

казчика и, в конечном итоге, повысить качество продукции.

Создание ЕИП/ИИС, в свою очередь, обеспечивает внедре-

ние новых организационных методик разработки изделия, таких

как параллельное проектирование (concurrent design), междисци-

плинарные рабочие группы, удаленное взаимодействие и дис-

танционное выполнение работ (out sorting), виртуальные пред-

приятия (virtual enterprise).

Согласно подходу, развиваемому сотрудниками НИЦ CALS

[109], основное содержание концепции CALS, принципиально

- непрерывное совершенствование бизнес-процессов.

Базовые управленческие технологии CALS, по мнению спе-

циалистов «Прикладной логистики» [109], базируются на из-

вестных и хорошо зарекомендовавших себя, инвариантных по

отношению к объекту автоматизации (продукции) технологиях

управления процессами.

Базовые управленческие технологии:

-управление проектами нпотокамиработ (Project Management/

Workflow Management);

- управление ресурсами предприятия (Manufacturing Resource

Planning);

- управление качеством (Quality Management);

- интегрированная логистическая поддержка (ИЛП— Integrated

Logistic Support).

Базовые технологии управления данными об изделии в настоя-

щее время реализуются в системах управления инженерными

данными (PDM):

- технологии представления данных по стандарту ИСО 10303

(STEP);

- технологии представления данных по стандарту ИСО 8879

(SGML);

- методы и технологии создания информационных моделей.

Технология STEP {STandardfor Exchange of Product data — стан-

дарт обмена данными о продукции) в большей степени ориенти-

рована на базы данных, а технология SGML (Standard Generalized

Markup Language — стандартизованный универсальный язык

разметки текстов) — на создание электронных документов.

PDM-системы используют базы данных и электронные

описания структуры изделий, при проектировании и реализа-

ции которых широко применяется информационное модели-

рование.

Интегрированная информационная среда (ИИС) определяется

в терминологическом словаре CALS [93] как «совокупность рас-

пределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, произ-

водственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечи-

вающих корректность, актуальность, сохранность и доступность

данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятель-

ности, участвующим в осуществления ЖЦ изделия, кому это не-

396

397

обходимо и разрешено. Все сведения (данные) в ИИС хранятся в виде

информационных объектов».

На каждом этапе жизненного цикла единое информационное

пространство пополняется новой информацией, в том числе туда

входят следующие данные:

- конструкторские данные, которые формируются на этапе

Проектирования изделия и включают геометрическое описание

формы изделия; многоуровневую структуру модели, отражаю-

щую процесс конструирования изделия; результаты расчетов

и технические характеристики;

- технологические данные, которые создаются на стадии тех-

нологической подготовки производства и составляют описание

маршрутных и операционных технологий, нормы времени и рас-

хода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ,

данные для проектирования приспособлений и специального

режущего и мерительного инструмента и т.д.;

- производственные данные, которые относятся к производ-

ственному циклу и содержат информацию об изготовлении кон-

кретных экземпляров изделия и его компонентов;

- данные о качестве изделия содержат сведения о соответствии

экземпляров изделия техническим требованиям;

- данные для логистической поддержки изделия на постпроиз-

водственных стадиях жизненного цикла содержат информацию

о расходных материалах, запасных частях, поставках комплек-

тующих и т.п.;

- эксплуатационные данные, необходимые для организации

обслуживания и ремонта изделия.

Концепция CALS предполагает создание единого информа-

ционного пространства (ЕИП/ИИС) для всех участников ЖЦ

изделия (в том числе эксплуатирующих организаций). Осно-

ву ИИС составляет комплекс компьютерных моделей изделий

и процессов, к которому могут обращаться различные приложе-

ния и подсистемы PLM-системы (рис 6.1.6).

Основные свойства ЕИП/ИИС. ЕИП должно обладать сле-

дующими свойствами:

- ЕИП охватывает всю информацию, созданную об изделии;

- ЕИП является единственным источником данных об изде-

лии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);

Приложение

Предметная

область

Рис. 6.1.6. Концепция комплексного использования моделей,

составляющих ЕИП/ИИС предприятия

- ЕИП строится только на основе международных, государ-

ственных и отраслевых информационных стандартов;

- вся информация представлена в ЕИП в электронном виде;

- ЕИП постоянно развивается.

Как правило, для создания ЕИП используются различные

программно-аппаратные средства, имеющиеся у участников

ЖЦ.

Основными преимуществами ЕИП являются следующие:

- обеспечение защиты и 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 из-

делия;

- повышение скорости поиска данных и доступа к ним по

сравнению с бумажной документацией;

- возможность использования различных компьютерных си-

стем для работы с данными.

Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания

ЕИП/ИИС:

- автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦ из-

делия и представление данных на них в электронном виде;

398

Таблица 6.1.2.

Уровень эффективности при внедрении ЕИП

Организационная

структура

Повышение

эффективности

управления

процессами

Повышение

эффективности

управления

данными

Повышение

эффективности

обмена

данными

внутри

структуры

Подразделение

предприятия

Среднее

Высокое

Низкое

Отдельное

предприятие

Высокое

Среднее

Виртуальное

предприятие

(корпорация)

Высокое

Эксплуатирую-

щая организация

Среднее

Высокое

Среднее

399

— интеграция автоматизированных процессов и относящихся

К ним данных, уже представленных в электронном виде, в рам-

ках ЕИП.

В результате может быть образовано виртуальное предприятие.

ЕИП/ИИС могут быть созданы для организационных струк-

тур разного уровня — от отдельного подразделения до виртуаль-

ного предприятия или корпорации. При этом различается и эф-

фект, получаемый от создания ЕИП.

В табл. 6.1.2 даны экспертные оценки эффективности ре-

зультатов создания единого информационного пространства на

предприятиях различного типа [24]. Следует иметь в виду, что

в каждом конкретном случае, зависящем от многих объективных

и субъективных факторов, результаты могут существенно разли-

чаться, к сожалению, как правило, в худшую сторону.

Раздел 6. Создание, внедрение и интеграция систем и технологий

6.1.5. CALS/ИПИ/PLM-технологии

CALS/ИПИ/РЕМ-технологии представляют собой набор

формализованных методик и средств реализации концепции

и стратегии CALS. Специалисты предлагают классифицировать

CALS/ИПИ-технологии, разделяя их на три группы [24]:

— технологии представления данных об изделии, включаю-

щие набор методов, языков и моделей для описания в элек-

тронном виде данных об изделии, относящихся к объектно-

ориентированным процессам ЖЦ изделия. Эти технологии

предназначены для стандартизованного, единообразного пред-

ставления данных, полученных при автоматизации локальных

задач (первый этап создания ЕИП);

— технологии

интеграции данных об изделии — набор мето-

дов для информационного объединения автоматизирован-

ных процессов и систем и относящихся к ним данных, пред-

ставленных в электронном виде, в рамках интегрированной

информационной среды. Интегрированная (комплексная)

модель должна включать в себя всю информацию о моделях

частных задач, полученных на всех этапах ЖЦ, и структуру их

взаимосвязи. Эти технологии относятся ко второму этапу соз-

дания ЕИП;

— технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов — на-

бор организационных методов преобразования (реструктури-

зации) способов функционирования предприятия с целью по-

вышения его эффективности. Эти технологии нужны для того,

чтобы корректно перейти от бумажного к электронному доку-

ментообороту и внедрить новые методы и средства разработки

изделий.

При автоматизации отдельных процессов ЖЦ изделия могут

успешно использоваться уже существующие на предприятии

прикладные программно-методические комплексы (САПР»

АСУП и т.п.), однако к ним предъявляется важное требо-

вание — наличие или разработка стандартного интерфейса

к обрабатываемым ими данным. Основные понятия, которые

используются на данном этапе: электронный документ, элек-

тронная модель, электронный документооборот и электронная

подпись.

400

6.2. Технологии представления данных об изделии в электронном виде

При интеграции всех данных об изделии в рамках ЕИП при-

меняются специализированные программные средства — си-

стемы управления данными об изделии (PDM — Product Data

Management). Задачей PDM-системы является аккумулирование

всей информации об изделии, создаваемой прикладными систе-

мами, в единую комплексную модель. Процесс взаимодействия

PDM-системы и прикладных систем строится на основе стан-

дартных интерфейсов.

Технологии реинжиниринга бизнес-процессов составляют

методы функционального моделирования бизнес-процессов

и систем, а также технологии разработки и внедрения и развития

PLM-решений.

6.2. Технологии представления данных

об изделии в электронном виде

Стандарты серии 2.05 [80-82], принятые в 2006 г., приводят

единую систему конструкторской документации (ЕСКД), ко-

торая считается одной из самых эффективных и действенных,

в соответствии с современными положениями и тенденциями

комплексного развития промышленных автоматизированных

систем, а также концепциями информационной интеграции

жизненного цикла изделий, развиваемыми стандартами CALS/

ИПИ-технологий [90-93].

Эти стандарты (ГОСТ 2.051-2006, 2.052-2006, 2.053-2006) под-

робно определяют понятия электронных документов и моделей,

используемых в промышленных автоматизированных системах

(рис 6.2.1—6.2.3), причем особо следует обратить внимание на

присутствующие в тексте стандартов развернутые комментарии

к терминам и определениям. Например, подчеркивается ком-

плексный характер моделей, используемых в автоматизирован-

ных системах: «Модель изделия должна содержать полный на-

бор конструкторских, технологических и физических параметров

(согласно ГОСТ 2.109), необходимых для выполнения расчетов, ма-

тематического моделирования, разработки технологических про-

цессов и др.».

401