6. Введение в cals-технологии

Концепция CALS (сначала Computer Aided Logistic Support: «компьютеризированная поддержка логистики», затем Continuous Acquisition Lifecycle Support – «непрерывная информационная поддержка жизненного цикла») возникла в середине 70-х годов в США в результате необходимости повышения эффективности управления и сокращения затрат на обслуживание процессов заказа, поставок и эксплуатации средств вооружения и военной техники. В отличие от СССР, где и заказчиком и потребителем ВТ выступало министерство обороны, и представитель заказчика обеспечивал приёмку продукции путём тщательного контроля производственных процессов производителя, в США производителями ВТ выступало множество частных компаний, заказчиком – федеральные органы, потребителем – армия и министерство обороны. Изначально частные компании-производители не были подчинены министерству обороны и армии, контроль производился на уровне конечных результатов, а затем и процессов (в рамках общего каркаса процессов). Потребовалось решать задачу интеграции процессов поставок и заказов готовой продукции в условиях многообразия производителей, разнородных информационных систем и форматах данных, разнообразии бизнес-процессов всех участников.

Данная концепция изначально базировалась на понятии жизненного цикла (ЖЦ) продукта, охватывала фазы производства, поставок и эксплуатации.

Предметом СALS-технологий являются технологии информационной интеграции, то есть, совместного использования и обмена информацией об изделии (продукте), среде и процессах, выполняемых в течение жизненного цикла продукта.

Основой CALS является стандартизация форматов представления и информационных систем, задействованных в ЖЦ продукции: использование комплекса единых информационных моделей, стандартизация способов доступа к информации и её корректной интерпретации, обеспечение информационной безопасности, юридические вопросы использования (патенты и интеллектуальная собственность), использование в течение ЖЦ продукции автоматизированных программных систем (CAD/CAM/CAE, MRP/ERP, PDM, PLM), позволяющих производить и обмениваться информацией в формате CALS.

В отличие от АСУ и АСУП CALS охватывает все стадии ЖЦ продукции.

Целью CALS-технологий является повышение эффективности производства посредством применения компьютерных информационных технологий – создание единого информационного пространства (ЕИП).

Назначение ЕИП:

• Собирать всю информацию об изделии

• Быть единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключён);

• Формироваться на основе международных, государственных и отраслевых стандартов.

ЕИП создаётся на основе уже имеющихся у участников ЖЦ програмно-аппаратных средств. Имеет смысл организовывать ЕИП в два этапа:

1. Автоматизация отдельных процессов ЖЦ продукции и представление информации об изделии в электронном виде;

2. Интеграция автоматизированных процессов и их данных;

Реализация концепции ЕИП основана на применении открытых архитектур, международных стандартов и апробированных коммерческих продуктов обмена данными. Стандарты CALS описывают форматы представления данных, методы доступа к данным и их корректной интерпретации.

Информационная интеграция основывается на использовании:

• Информационной модели ЖЦ продукции и выполняемых в ходе ЖЦ бизнес-процессов;

• Информационной модели продукта (информация об изделии);

• Информационной модели производственной и эксплуатационной среды.

Стадии жизненного цикла продукта	Информационные модели
	Модель продукта	Модель ЖЦ продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов	Модель производственной и эксплуатационной среды
Маркетинг	Маркетинговая (концептуальная)	Модель процесса мар- кетинга продукта	Модель маркетинговой среды
Проектирование и раз- работка продукта	Конструкторская	Модель процессов проектирования и разработки	Модель проектно-конструкторской среды
Производство или пре- доставление услуг	Технологическая	Модель процессов производства	Модель технологической среды
Реализация	Сбытовая (цены, условия продажи и пр.)	Модель процессов продаж	Модель среды, в которой осуществляются продажи
Установка и ввод в эксплуатацию, техническая помощь и обслуживание, эксплуатация, утилизация	Эксплуатационная	Модель процессов эксплуатации	Модель эксплуатационной среды

CALS-технологии позволяют решать следующие задачи:

• Моделирование ЖЦ продукции и выполняемых бизнес-процессов.

Проводится бизнес-анализ, в ходе которого выясняется существующее взаимодействие (модель «как есть») между процессами, с целью оценить рациональность и эффективность этого взаимодействия. Для этого с использованием CALS-технологий разрабатываются функциональные модели взаимосвязанных бизнес-процессов (формат описания IDEF0, ISO 10303 STEP AP208). Построенная функциональная модель позволяет также решать задачи оценки распределения затрат, функциональной производительности (KPI показатели, BSC метод или ABC/XYZ анализ), загрузки и сбалансированности составных частей, с целью построения модели «как должно быть» и оптимизации модели. Этот процесс оптимизации называется реинжинирингом бизнес-процессов. Построенная функциональная модель процессов также может применяться при создании систем обеспечения качества продукции (СМК, QMS). В этом случае модель описываемых процессов создаётся в соответствии с регламентами стандартов ISO серии 9000. Функциональная модель системы качества продукции описывает сеть процессов обеспечения качества продукции и их интерфейсы, связанные с ними обязанности, полномочия, процедуры и ресурсы, распределение обязанностей и полномочий подразделений и персонала предприятия. Кроме того, ЖЦ продукта выступает основой для интеграции бизнес-процессов разработчика, поставщика и субконтрактора.

• Проектирование и производство продукции.

Совместное (в ходе групповой работы команды) проектирование и производство продукции может быть эффективным, если оно основывается на идее единой информационной модели (ЕИМ) изделия (электронной модели изделия,ЭМИ). Разрабатываемая конструкторско-технологическая информационная модель основывается на использовании стандарта ISO 10303 (STEP). Далее однажды созданная модель многократно используется, дорабатываясь при необходимости. Модель изделия, разработанная согласно этому стандарту включает геометрические данные, информацию о конфигурации изделия, данные об изменениях, согласованиях и утверждениях. Стандартное представление конструкторско-технологических данных упрощает проблему информационного обмена между подразделениями одного предприятия, или несколькими предприятиями, работающими по кооперации, взаимозаменяемость подрядчиков. Это особенно важно для продукции с длительными сроками ЖЦ.

• Эксплуатация изделия.

Во время эксплуатации происходит внеплановый ремонт и плановое техническое обслуживание оборудования. Для сложного изделия объёмы эксплуатационной документации очень велики. Так, например в самолётах Boing существует порядка 10 км. кабелей. Документация по подключению и назначению этой кабельной системы составляет порядка 10 000 печатных листов. В современных автомобилях также кабельная система представляет собой промышленную шину данных или даже сеть между отдельными микроконтроллерами, на основе протоколов I2C, ICAN, и т.п. Контроллер управляет режимами впрыска топлива, режимами работы двигателя. Документация, описывающая порядок тех. обслуживания такого автомобиля представляет собой интерактивное мультимедийное руководство (ИТЭР), наглядно показывающее последовательность сборки-разборки в виде 3D моделей, электронных спецификаций, гипертекстовых описаний и руководств. Эксплуатационная документация может содержать информацию различных типов в соответствии со стандартами CALS: ISO 10303 (STEP), ISO 8879 (SGML), ISO 10744 (HyTime) и MIL-PRF-28001C — для графической, текстовой и мультимедийной информации, MIL-PRF-28000A, MIL-PRF-28002C, MIL-PRF-28003A — для векторных и растровых графических иллюстраций. Документация, ранее созданная «в бумажном виде» может быть преобразована в электронный вид (сканирование чертежей и работа с PDF документами с чертежами в виде картинки).