резервированию в C ited пол­ ностью встроены в пакет и не требуют никакого дополнитель­ ного программирования. При­ чем большая часть из них уста­ навливается с помощью инту­ итивно понятного Мастера Наст­ ройки Компьютера {Computer Setup Wizard)

В заключение следует отме­ тить, что постоянно возраст­ ающая сложность систем АСУТП и необходимость их интеграции с корпоративными ИТ-системами выдвигают тре­ бования по надежности и мас­

штабируемости систем SCADA на первое место в длинном перечне остальных свойств пакетов данного класса.

9.3. Применение методологии CALS при проектировании систем

CALS {Continuous Acquisition and Life-Cycle Support) - непре­ рывное интегрированное информационное обеспечение участников жизненного цикла изделия данными об изделиях, связанными с ними процессами и средой преимущественно в электронном виде.

К преимуществам проектирования автоматизированных систем относятся компактность представления данных, повышенная защи­ щенность, переносимость с платформы на платформу и более щадя­ щие требования к аппаратным ресурсам, чем у других SCADA- пакетов.

Для преодоления этих трудностей потребовались новые концеп­ ции и новые идеи. Среди них базовой стала идея информационной интеграции стадий жизненного цикла продукции (изделия), которая и легла в основу CALS. Она состоит в отказе от “бумажной среды”, в которой осуществляется традиционный документооборот, и переходе к интегрированной информационной среде, охватывающей все стадии жизненного цикла изделия. Информационная интеграция заключается

втом, что все автоматизированные системы, применяемые на раз­ личных стадиях жизненного цикла, оперируют не с традиционными документами и даже не с их электронными отображениями (напри­ мер, отсканированными чертежами), а с формализованными инфор­ мационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования. Эти модели существуют в интегриро­ ванной информационной среде в специфической форме информа­ ционных объектов. Системы, которым для их работы нужны те или иные информационные объекты, по мере необходимости могут из­ влекать их из интегрированной информационной среды, обрабаты­ вать, создавая новые объекты, и помещать результаты своей работы

вту же интегрированную информационную среду. Чтобы все это было возможно, информационные модели и соответствующие информаци­ онные объекты должны быть стандартизованы.

Интегрированная информационная среда представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые стандартные правила хранения, обновления, поиска и пере­ дачи информации, через которую осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками жиз­ ненного цикла изделия. При этом однажды созданная информация хранится в интегрированной информационной среде, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность.

Очевидно, что такой подход представляет собой своего рода рево­ люцию в организации взаимодействия всех участников жизненного цикла сложных наукоемких изделий.

Революционность подхода состоит в том, что многие поколения конструкторов, технологов, производственников воспитаны на основе совершенно другой культуры, базирующейся на сотнях стандартов ЕСКД, ЕСТД, СРПП, детально регламентирующих ведение дел с использованием бумажной документации. В условиях применения CALS эта культура должна претерпеть коренные изменения:

-появляются принципиально новые средства инженерного

труда;

-полностью изменяется организация и технология инже­

нерных работ; - должна быть существенно изменена, т.е. 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.

В этом комплексе первоочередной проблемой является формиро­ вание нормативно-правовой базы, узаконивающей новые способы и средства информационного обмена, заменяющие традиционный бу­ мажный документооборот. Такую базу образуют стандарты и инструк­ тивно-методические материалы, регламентирующие упомянутые спо­ собы и средства, форматы данных, их логическую структуру, проце­ дуры информационного обмена, способы обеспечения достовернос­ ти и легитимности данных и т. д. Все это необходимо для того, чтобы электронные документы и данные имели ту же юридическую силу, что и обычные бумажные документы. Кроме того, одна из важнейших задач стандартизации в рассматриваемой сфере - обеспечение инфор­ мационной совместимости различных автоматизированных систем.

С4Х5-технологии образуют самостоятельное направление в об­ ласти информационных технологий (ИТ). За рубежом создана норма­ тивно-правовая база этого направления, которую составляют серии международных стандартов ISO, государственные стандарты и норма­ тивные документы военного министерства США, НАТО, Велико­ британии и ряда других стран. Общее число этих стандартов - многие десятки и даже сотни, причем объемы документов подчас исчисля­ ются тысячами страниц. На их разработку правительства и ведущие корпорации Запада израсходовали суммы, превышающие 1млрд, дол., и эта работа продолжается.

Преимущества CALS

Технологии, стандарты и программно-технические средства CALS обеспечивают эффективный и экономичный обмен электрон­ ными данными и безбумажными электронными документами* что дает следующие преимущества:

- возможность параллельного выполнения сложных проектов несколькими рабочими группами (параллельный инжиниринг4)* что существенно сокращает время разработок;

-планирование и управление многими предприятиями, участ­ вующими в жизненном цикле продукции, расширение и совер­ шенствование кооперационных связей (электронный бизнес);

-резкое сокращение количества ошибок и переделок, что при­ водит к сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества продукции;

-распространение средств и технологий информационной поддержки на послепродажные стадии жизненного цикла - интегри­ рованная логистическая поддержка изделий.

На экономические показатели предприятий, применяющих С415-технологии, непосредственно влияют следующие факторы:

-сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;

-сокращение сроков вывода на рынок новых конкурен­ тоспособных изделий;

-сокращение брака и затрат, связанных с внесением изменений

вконструкцию;

-увеличение объемов продаж изделий, снабженных электрон­ ной 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.

Рассмотрим количественные оценки эффективности внедрения

CALS в промышленности:

-прямое сокращение затрат на проектирование - от 10до 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 докумен­

тации - до 30%.

Как видно, внедрение С415-технологий приводит к сущест­ венной экономии и получению дополнительной прибыли. Поэтому

эти технологии и их отдельные компоненты широко применяются в промышленности развитых стран.

Мировой рынок полностью отторгнет продукцию, не снабжен­ ную электронной документацией и не обладающую средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий жизненного цикла. Уже сегодня многие иностранные заказчики отечественной продукции выдвигают требования, удов­ летворение которых невозможно без внедрения С415-технологий, а именно:

- представление конструкторской и технологической докумен­ тации в электронной форме;

-представление эксплуатационной и ремонтной документации

вформе интерактивных электронных технических руководств, снабженных иллюстрированными электронными каталогами запас­ ных частей и вспомогательных материалов и средствами дистан­ ционного 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.

Выполнение этих требований предопределяет необходимость внедрения на отечественных предприятиях С4/,5-технологий в

полном объеме.

Большое разнообразие смыслов, вкладываемых в термин CALS, его многочисленные синонимы, размытость областей применения этой бизнес-стратегии существенно мешает ее правильному пони­ манию и использованию как в машиностроении, так и в ИТ-бизнесе. Этому способствовала и быстрая эволюция бизнес-стратегии CALS за короткий период ее существования.

Прежде всего, CALS - бизнес-стратегия интеграции информа­ ционных процессов между участниками жизненного цикла изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, поставщиков, эксплуа­ тационных, обслуживающих и ремонтных предприятий, предприятий по утилизации) с целью обеспечить их необходимыми для бизнеса данными об изделии и связанными с ним процессами и средой. Несмотря на наличие слова Support в названии C A LS- это именно

обеспечение, а не поддержка. И для систем интегрированной логис­ тической поддержки жизненного цикла изделий, и для создателей изделий с переходом на электронное проектирование CALS стано­ вится неотъемлемой системообразующей частью обеспечения работ.

САLS-идеология

С/ИЯ-идеологию составляет набор принципов, основанный на достижениях ИТ:

-представление, обработка, обмен и управление данными в электронном виде;

-многократное использование данных с минимальными изме­ нениями и затратами;

-оптимизация и унификация способов представления, обра­ ботки и передачи данных об изделии, процессах, среде;

-интеграция и оптимизация информационного взаимодействия всех участников жизненного цикла изделия.

Воплощением С415-идеологии являются С415-стандарты, регла­ ментирующие правила представления информации и информа­ ционного взаимодействия участников жизненного цикла изделия.

Единое информационное пространство (ЕИП)-технологическая среда, обеспечивающая информационное взаимодействие участников жизненного цикла изделия. Включает инфраструктуру, средства и протоколы взаимодействия.

Электронное описание изделия (ЭОИ) - ключевое звено CALS, база данных об изделии. В отличие от разрозненного представления данных об изделии в конструкторских, технологических АСУ, в авто­ матизированных системах управления производством (ERP, MRP) и других системах, решающих частные задачи основной деятельности предприятий, ЭОИ объединяет и систематизирует эти данные. На ос­ нове ЭОИ создаются различные частные производные (конструктор­ ско-технологическая спецификация, эксплуатационная документация

ит.д.). ЭОИ описывает не только изделие, но и сопряженную с ним среду — инструменты, приспособления, оснастку, технологическое оборудование, системы обеспечения эксплуатации изделия и т.д.

CALS-технологии

С4£5-технологии - это общее название организационных, информационных и прикладных формализованных технологий, обес­ печивающих создание и управление С415-системой, а именно:

- технологии описания бизнес-процессов на различных этапах жизненного цикла изделия. Наибольший интерес представляют этапы проектирования, создания, модернизации наукоемких изделий в силу их высочайшей сложности и огромного потенциала для оптимизации; - технологии сквозной обработки прикладных данных в информационной системе (создание и выбор стандартов представ­ ления ЭОИ, способов и программно-технических средств описания, подготовки, обработки, передачи и управления данными, разработка прикладных протоколов взаимодействия программных компонентов

CALS);

-технологии создания ЭОИ (описание процессов создания виртуальных изделий, процессов, среды);

-технологии информационного взаимодействия функцио­ нальных групп пользователей (реализация технологии в заданной программно-технической среде с учетом технологий сквозной обра­ ботки прикладных данных и создания ЭОИ);

-технологии управления целевыми и С415-проектами. Мно­ гократно возросшая за последние десятилетия сложность целевых проектов, плюс создание изделия через его электронное описание требуют обязательного перехода на автоматизированную систему формализованного управления целевыми и С4£5-проектами.

CALS-системы

Под CALS-системой понимают автоматизированную систему управления, которая интегрирует информационные процессы в ЕИП и управляет интегрированным информационным обеспечением участников жизненного цикла изделия. Различают два вида CALS- систем!

1.CALS-система предприятия. Обеспечивает создание единой интегрированной системы управления унифицированным выпол­ нением и использованием конструкторской, технологической, произ­ водственной информации по всем видам изделий, а также интеграцию

свнешними ИТ-системами.

2.CALS-система виртуального предприятия. Обеспечивает ин­ теграцию и управление информационными процессами при решении задач корпоративного, отраслевого, межотраслевого, межгосудар­ ственного сотрудничества. К таким системам относятся системы для проектов совместной разработки и создания изделия.

Несмотря на общность С4/,£-идеологии, задачи для этих видов CALS-систем весьма различны, поэтому подходы, проектные решения и модели управления также будут разными.

Важно отметить, что с точки зрения управления бизнесом CALS- система является системой управления данными об изделии, причем не в узком смысле, а так, как это определено в ГОСТ 34.003-90, — автоматизированной системой, включающей все необходимые виды обеспечения.

Концепция CALS

Концепция CALS включает в себя непрерывный сбор данных о производимых изделиях и поддержку их жизненного цикла. Кон­ цепции CALS настолько сильно меняют облик современных пред­ приятий машиностроения и приборостроения, что некоторые экс­ перты поговаривают о приближении новой индустриальной рево­ люции. CALS кардинально меняет процессы разработки изделий, их производства, технического сопровождения.

Основное содержание CALS, принципиально отличающее эту концепцию от других, составляют базовые принципы и технологии, которые реализуются (полностью или частично) втечение ЖЦ любого изделия, независимо от его назначения и физического воплощения.

Базовыми принципами CALS являются:

-безбумажный обмен данными с использованием электронной цифровой подписи;

-анализ и реинжиниринг бизнес-процессов;

-параллельный инжиниринг;

-системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия - интегрированная логистическая поддержка.

Кбазовым технологиям можно отнести управление: проектами, конфигурацией изделия, интегрированной информационной средой, качеством, потоками работ, изменениями производственных и организационных структур.

С41£-технологии реализуются силами многопрофильных рабо­ чих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей. Нормативную базу разработок составляют между­ народные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты С415-технологий.

Актуальность CALS

На современном уровне развития промышленной кооперации отсутствие единого комплекса стандартов “электронного описания” различных этапов ЖЦ, обеспечивающих информационное взаимо­ действие электронных технологий (в рамках одного предприятия или “виртуального” объединения предприятий), приводит к значительным дополнительным издержкам в процессах проектирования, подготовки производства, изготовления и эксплуатации продукции. Ситуация на мировом рынке наукоемкой продукции развивается в сторону полного перехода на безбумажную электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта наукоемкой продукции. Таким образом, приме­ нение СЛ/^-технологий является чрезвычайно актуальной задачей для повышения конкурентоспособности отечественных товаро­ производителей.

Экономические аспекты применения CALS

На эффективность деятельности предприятий, применяющих CALS, непосредственно влияют следующие факторы:

-сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;

-сокращение календарных сроков вывода новых конкуренто­ способных изделий на рынок;

-сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию;

-увеличение объемов продаж изделий, снабженных электрон­ ной технической документацией (в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов;

-сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий (“затрат на владение”).

Основные направления работ в области CALS

Важнейшими государственными задачами в развитии националь­ ной технологической базы, определяющей в ближайшие годы уровень экономической и национальной безопасности страны, являются:

-организация широкого комплекса НИОКР по разработке и внедрению С415-технологий и стандартов;

-создание рынка продуктов и услуг в области CALS-техно­ логий, обеспечивающего их эффективное применение в различных отраслях промышленности.

Для исключения зависимости отечественных разработчиков и производителей военной техники от западных фирм необходимо использовать не только предлагаемые на международном рынке программно-технические средства, но и создавать аналогичные собст­ венные решения, насыщая ими отечественный рынок. Разумеется, отечественные программно-технические средства должны соот­ ветствовать международным стандартам, для чего необходима система их соответствующей сертификации.

Работы должны иметь межведомственный характер, поскольку ведомственный подход к решению указанных проблем приведет к дублированию результатов и неоправданному расходованию средств.

Важнейшей проблемой, которую предстоит решать в ближайшее время в области ИТ, является электронное описание изделий в процессах конструирования, технологической подготовки производ­ ства и производства продукции. Эта проблема исключительно актуальна для предприятий, поставляющих лицензии по технологии производства наукоемких изделий, в первую очередь, изделий военной техники.

В рамках проблемы CALS исключительно актуальна задача реального перехода предприятий к действительно безбумажным технологиям проектирования, производства и эксплуатации продук­ ции. Для такого перехода необходима соответствующая нормативно­ правовая база, определяющая порядок использования электронных документов и электронно-цифровой подписи.

Следующий важнейший блок вопросов применения CALS- технологий - решение задач анализа и реинжиниринга процессов организации и управления производством в соответствии с требо­ ваниями ИСО серии 9000 версии 2000 года на системы менеджмента качества. В условиях рыночных отношений проблема создания на предприятии эффективно действующей системы менеджмента качества является вопросом выживания. СЛ/^-технологии позволяют создать на предприятии эффективно действующую компьютерную систему управления качеством продукции, соответствующую международным стандартам ИСО.

Исходя из вышесказанного, С^/^-технология вносит позитивный вклад в автоматизацию менеджмента качества выпускаемой про­ дукции, а именно:

-позволяет эффективно управлять очень сложными проектами

свысокой долей параллельных работ;

-существенно сокращает время цикла разработки и вывода новых изделий на рынок;

-снижает себестоимость продукции со значительным повыше­ нием ее качества, упрощая подготовку предприятий и изделий к сертификации;

-улучшает управление и контроль над бизнес-процессами

предприятия, их оптимизацию в сложных проектах;

-обеспечивает прямую реализацию современных требований качества;

-обеспечивает высокую эффективность и снижение совокуп­

ной стоимости ИТ.

Однако имеются и отрицательные моменты для менеджмента предприятия, так как С4££-технология

-требует от руководства стратегического мышления, готов­ ности к реорганизации бизнеса, понимания не сервисной, а бизнесроли ИТ;

-усложняет целевые проекты и требует от руководства и поль­ зователей определенной ИТ-культуры;

-требует системной организации работ;

-требует создания выделенного С415-подразделения.