Концепции, стратегии и технологии CALS / ИПИCALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support – непрерывная информационная под-держка поставок и жизненного цикла) – совокупность принципов и технологий информационной поддержки ЖЦП на всех ее стадиях, основанная на использовании единого информационного пространства, обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ве-домства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. CALS реализована в соответствии с требованиями международных стандартов, регламентиру-ющих правила управления и взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. Концепция и идеология CALS зародились в недрах военно-промышленного комплекса США в 80-х годах прошлого столетия и затем были восприняты большинством ведущих стран Ев-ропы. В настоящее время принципы и технологии CALS находят все более широкое применение в промышленности России. ИПИ (информационная поддержка процессов ЖЦП) – русскоязычный аналог понятия CALS. Развитие ИПИ-технологий осуществляется в направлении перехода промышленно раз-витых стран на новые международные стандарты управления качеством, общие принципы элек-тронного обмена информацией, единые формы и модели баз данных, унифицированные средства их представления в информационных системах, а также общих требований и регламентов обеспе-чения информационной безопасности. Это позволило многим компаниям добиться реальных кон-курентных преимуществ на рынке. В области проектирования и технологической подготовки производства изделий принципы CALS/ИПИ нашли свое отражение в создании ведущими зарубежными разработчиками ряда программных систем, обеспечивающих комплексную поддержку этапов ЖЦП на основе концеп-ции PLM (Product Life cycle Management – управление ЖЦП). PLM – это стратегический подход к ведению бизнеса, который использует набор совместимых решений для поддержки общего пред-ставления информации о продукте в процессе его создания, реализации и эксплуатации, в среде расширенного предприятия, начиная от концепции создания продукта до его утилизации – при ин-теграции людских ресурсов, процессов и информации. На основании этого определения можно выделить три основных требования к PLM: · возможность универсального, безопасного и управляемого способа доступа и использования информации, определяющей продукцию; · поддержание целостности информации, определяющей продукцию, на протяжении всего ЖЦП; · управление и поддержка бизнес-процессов, используемых при создании, распределении и использовании информации.
Первой в мире концепцию PLM взяла на вооружение компания IBM – одна из лидеров в об-ласти разработки PLM-решений. В основу технических требований к системе поддержки ЖЦП были положены следующие: · интеграция промышленного бизнеса; · ассоциативность; · сертифицируемость; · инвариантность; · многообразие способов представления данных проекта.
Рассмотрим их более подробно.
Интеграция промышленного бизнеса. Все виды деятельности, представляющие компоненты ЖЦП, должны обрести универсальное ядро, обеспечивающее единое представление промышлен-ного бизнеса как систему продуктов, процессов и ресурсов. Все эти три компонента (продукты, процессы и ресурсы) должны основываться на единой схеме описания.
Ассоциативность. Между всеми компонентами ЖЦП должны поддерживаться устойчивые и управляемые причинно-следственные связи. Любой элемент описания продукта, процесса или ресурса должен хранить при себе свое происхождение и условия существования.
Сертифицируемость. Электронная модель изделия должна обладать свойствами контроле-пригодности. Инструкция контроля – это вид процесса, являющийся неотъемлемой частью вирту-ального проекта изделия. Она должна существовать и действовать на всех этапах ЖЦП. Данные об изделии должны существовать и развиваться вместе с приложенными к ним процедурами контро-ля.
Инвариантность. Большинство изделий машиностроения (приборостроения) имеют мно-жество версий, модификаций, вариантов исполнения, зависимых от определенных условий. На-пример, изделие может иметь различную комплектацию для работы в различных климатических условиях. Это делает проект многовариантным, добавляя такую категорию как конфигурация. При этом каждая из конфигураций должна обладать всеми свойствами целого проекта.
Многообразие способов представления данных проекта. Так как содержательная часть про-екта изделия в электронном виде покрывает большое количество отраслей знаний, то и представ-ление его должно быть селективным, то есть выборочным. Соответственно, структура данных должна иметь признаки (атрибуты) роли, задачи и уровня допуска пользователя. Например, если к проекту обращается представитель эксплуатирующей организации, то откликаться должны толь-ко те объекты и элементы их спецификаций, которые относятся к процессу обслуживания. При этом инженерные расчеты, сборочную оснастку и зоны, не доступные для обслуживания, должны оставаться недоступными до тех пор, пока они не попадут в критерий запроса. Так как сущест-вуют стандартные типы пользователей, то должны быть предусмотрены соответствующие стан-дартные формы представления проекта: инженерная – для разработчиков; презентационная – для посетителей; эксплуатационная – для операторов; маркетинговая – для публикаций и продаж и другие.
Суть концепции ИПИ отражена в схеме, приведенной на рис. 26. Согласно этой схеме, основу ИПИ составляет интегрированная информационная среда (ИИС). Интегрированная информационная среда представляет собой распределенное хранилище данных, существующее в сетевой компьютерной системе, охватывающей все службы и подразде-ления предприятия, связанные с процессами ЖЦП. В ИИС действует единая система правил пред-ставления, хранения и обмена информацией. В соответствии с этими правилами в ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦП на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип ИПИ: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦП, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет из-бежать дублирования, перекодировки и несанкционированных изменений данных, связанных с этими процедурами ошибок, и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.
Рисунок 26. Концепция ИПИ Основное содержание ИПИ составляют инвариантные понятия, которые полностью или частично реализуются в течение ЖЦП (инвариантные – остающиеся неизменными при тех или иных преобразованиях). Эти инвариантные понятия условно можно разделить на две группы: основные и базовые ИПИ-принципы. Основные ИПИ-принципы: · безбумажный обмен данными; · анализ и реинжиниринг бизнес-процессов; · параллельный инжиниринг; · интегрированная логистическая поддержка.
Безбумажный обмен данными. Очень часто, даже при использовании компьютерных сис-тем, конечный результат интеллектуальной деятельности формируется в виде бумажного докумен-та, а на последующих стадиях снова принимает электронный вид. Количество циклов преобразо-вания и их трудоемкость достаточно велики. Поэтому переход от бумажного документооборота к электронному позволяет многократно ускорить доставку документов нужным лицам, обеспечить параллелизм согласования, контроля и утверждения результатов работы, существенно сократить длительность процессов. Реинжиниринг – перестройка бизнес-процессов предприятия с целью их принципиального улучшения в наиболее важных показателях их деятельности – стоимость, качество и темпы. Эффективное внедрение новых информационных технологий невозможно, если эти технологии будут поддерживать старые и малоэффективные бизнес-процессы. На начальной фазе реинжи-ниринга необходимо ответить на фундаментальные вопросы о деятельности компании: · почему компания делает именно то, что она делает; · почему компания делает это таким способом; · какой хочет стать компания.
Отвечая на эти вопросы, компания должна выявить и переосмыслить правила и предполо-жения (зачастую явно не выраженные), положенные в основу текущего способа ведения бизнеса. Часто эти правила оказываются устаревшими или ошибочными. Фундаментальным принципом реинжиниринга является рассмотрение деятельности компании не с точки зрения функциони-рования ее структурных подразделений, а с точки зрения организации и протекания в ней бизнес-процессов. Бизнес-процесс – это связанное множество внутренних видов деятельности компании, заканчивающихся созданием продукции или услуги, необходимой потребителю. Термин потребитель следует понимать в широком смысле – это может быть просто клиент, а может быть и другой процесс, протекающий во внешнем окружении, например, у партнеров или субподряд-чиков. Принцип параллельного инжиниринга предполагает выполнение процессов разработки и проектирования одновременно с моделированием процессов изготовления и эксплуатации. Такой подход применим также к одновременному проектированию различных компонентов сложного изделия. При параллельном инжиниринге многие проблемы, которые могут возникнуть на более поздних стадиях ЖЦП, выявляют и решают на стадии проектирования. Такой подход позволяет улучшить качество изделия, сократить время его вывода на рынок, уменьшить затраты. Одним из важных потребительских параметров изделия является величина затрат на под-держку его жизненного цикла, которые складываются из затрат на разработку и производство из-делия, а также на ввод изделия в эксплуатацию и поддержание его в работоспособном состоянии. Для сложного изделия, имеющего длительный срок его использования (10 – 20 лет), затраты, воз-никающие на постпроизводственных стадиях жизненного цикла и связанные с поддержанием из-делия в работоспособном состоянии, могут превышать в 2 – 3 раза затраты на его приобретение. Сокращение затрат на поддержку ЖЦП – одна из целей ИПИ. Комплекс управленческих меро-приятий, направленных на сокращение этих затрат, объединяется понятием интегрированная логистическая поддержка и включает логистический анализ изделия, выполняемый с целью обес-печения необходимого уровня надежности, ремонтопригодности и пригодности к поддержке. Базовые ИПИ-принципы: · управление проектом; · управление конфигурацией изделия; · управление ИИС; · управление качеством; · управление потоками работ; · управление изменениями производственных и организационных структур.
Проекты ИПИ реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей. Нормативную базу разработок составляют международные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты принципов и технологий ИПИ. В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦП к другому с помощью программных средств, объединенных в схеме (см. рис. 26) в блок «Инструментарий». К числу таких средств относят: · автоматизированные системы конструкторского и технологического проектирования CAE / CAD / CAM; · программные средства управления данными о продукции PDM; · автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием MRP / ERP; · программно-методические средства анализа логистической поддержки и ведения баз данных по результатам такого анализа LSA / LSAR; · программные средства управления потоками работ WF; · методология и программные средства моделирования и анализа бизнес-процессов SADT.
Рассмотрим их более подробно. Автоматизированные системы конструкторского и технологического проектирования CAE / CAD / CAM. CAE (Computer-Aided Engineering) – средства автоматизации инженерных расчетов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделиро-вание, проверку и оптимизацию изделий. CAD (Computer-Aided Design/Drafting) – средства авто-матизированного проектирования, предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации. CAM (Computer-Aided Manufacturing) – средства технологической подготовки про-изводства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудованием с числовым программным управлением (ЧПУ) или гибкими автоматизированными производст-венными системами (ГАПС). Эти системы позволяют: полностью автоматизировать конструк-торско-технологическую подготовку производства; быстро реагировать на изменение спроса; в ко-роткие сроки выпустить новые виды продукции; быстро модернизировать выпускаемую продук-цию; отслеживать этапы ЖЦП; эффективно повышать качество изделий. Программные средства управления данными о продукции PDM (Product Data Management) позволяют управлять всеми данными об изделии и информационными процессами ЖЦП. PDM си-стемы управляют на предприятии информацией о продукте, то есть они помогают администра-торам, конструкторам, технологам и другим специалистам управлять как данными об изделии, так и процессами разработки изделия на современном производственном предприятии, либо на группе предприятий-смежников.
Автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием MRP / ERP. Система MRP (Material Requirement Planning – планирование потребностей предприя-тия в материалах) минимизирует издержки, связанные со складскими запасами сырья, комплекту-ющих и полуфабрикатов, а также с аналогичными запасами, находящимися на различных участках непосредственно в производстве. Со временем к MRP постепенно добавлялись возможности по учету и управлению другими затратами предприятия. Так появилась ERP (Enterprise Resource Planning – планирование ресурсов предприятия). В основе методологии ERP лежит принцип еди-ного хранилища данных, содержащего всю деловую информацию, накопленную организацией в процессе ведения бизнеса – финансовую информацию, а также данные, связанные с производст-вом и управлением персоналом. Ее использование позволяет существенно сократить время вы-пуска продукции, снизить уровень товарно-материальных запасов, а также улучшить обратную связь с потребителем при одновременном сокращении административного аппарата.
Программно-методические средства анализа логистической поддержки и ведения баз дан-ных по результатам такого анализа LSA / LSAR (Logistics Support Analysis / Logistics Support Analysis Report). Анализ логистической поддержки представляет собой формализованную техно-логию всестороннего исследования как самого изделия, так и вариантов системы его эксплуатации и обслуживания, за счет минимизации этапов ЖЦП. Результаты анализа представляются в форме базы данных, имеющей регламентированную структуру.
Программные средства управления потоками работ WF (Workflow). Поток работ – полная или частичная автоматизация бизнес-процесса, при которой документы, информация или задания передаются для выполнения необходимых действий от одного участника к другому в соответствии с набором процедурных правил. Система управления потоком работ – система, которая описывает этот поток (по сути, бизнес-процесс), создает его и управляет им при помощи программного обес-печения, которое способно интерпретировать описание процесса, взаимодействовать с его участ-никами и при необходимости вызывать соответствующие программные приложения и инструмен-тальные средства.
Методология и программные средства моделирования и анализа бизнес-процессов SADT (Structured Analysis and Design Technique). Методология структурного анализа и проектирования, интегрирует процесс моделирования, управления конфигурацией проекта, использования допол-нительных языковых средств и руководство проектом со своим графическим языком.
Факторы, непосредственно влияющие на экономические показатели производства, приме-няющего ИПИ:
· сокращение затрат и трудоемкости процессов технологической подготовки и освоения производства новой продукции; · сокращение календарных сроков вывода новой конкурентоспособной продукции на рынок; · сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию продукции; · увеличение объемов продаж продукции, снабженной электронной эксплуатационной технической документацией.
|
