Концептуальная модель CALS

 

Содержание

 

1.Введение

 

2. Концептуальная модель CALS

 

3. CALS как концепция

 

4.  Внедрение и применение CALS-технологий

 

5.Заключение

 

6.Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Актуальность темы обусловлена  следующим. Последнее десятилетие ХХ в. характеризовалось широкой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности. В условиях рыночной экономики конкурентную борьбу успешно выдерживают только предприятия, применяющие в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ). Именно ИТ, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повышать производительность труда и качество продукции и в то же время значительно сокращать сроки постановки на производство новых изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей. Все сказанное в первую очередь относится к сложной наукоемкой продукции, в том числе к продукции военно-технического назначения.¹

Опыт, накопленный в процессе внедрения  разнообразных автономных информационных систем, позволил осознать необходимость  интеграции различных ИТ в единый комплекс, базирующийся на создании в  рамках предприятия или группы предприятий (виртуального предприятия) интегрированной информационной среды (ИИС), поддерживающей все этапы жизненного цикла (ЖЦ) выпускаемой продукции. 
Идея ИИС и информационной интеграции этапов ЖЦ стала базовой в подходе, получившем в США название CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла). Инициатором этого подхода стало министерство обороны США в связи с необходимостью повышения эффективности управления и сокращения затрат на информационное взаимодействие между государственными учреждениями и коммерческими предприятиями при поставках вооружений и военной техники. В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области ИТ и оформилась в виде стандартов ИСО, национальных (государственных) стандартов США и нормативных документов министерства обороны США. Идеологию CALS приняли все наиболее развитые страны: Великобритания, Германия, Франция, Швеция, Норвегия, Канада, Япония, Австралия и др. Русскоязычный аналог понятия CALS может быть сформулирован как информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий (ИПИ).

Таким образом, целью  работы будет рассмотрение и изучение CALS и теории управления.

 

1. Концептуальная модель CALS

 

Основное содержание концепции CALS, принципиально отличающее ее от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла (ЖЦ) изделия (рис.1).

Рис.1. Концептуальная модель CALS

Эти инвариантные понятия  условно делятся на три группы: ²

базовые принципы CALS;

базовые управленческие технологии;

базовые технологии управления данными.

К числу первых относятся:

системная информационная поддержка ЖЦ изделия на основе использования интегрированной информационной среды (ИИС), обеспечивающая минимизацию затрат в ходе ЖЦ;

информационная интеграция за счет стандартизации информационного  описания объектов управления;

разделение программ и данных на основе стандартизации структур данных и интерфейсов доступа к ним, ориентация на готовые коммерческие программно-технические решения (Commercial Of The Shelf - COTS), соответствующие требованиям стандартов;

безбумажное представление  информации, использование электронно-цифровой подписи;

параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);

непрерывное совершенствование  бизнес-процессов (Business Processes Reengineering).

К числу вторых относятся технологии управления процессами, инвариантные по отношению к объекту (продукции):

управление проектами  и заданиями (Project Management/Workflow Management);

управление ресурсами (Manufacturing Resource Planning);

управление качеством (Quality Management);

интегрированная логистическая поддержка (Integrated Logistic Support).

К числу третьих относятся технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах и среде.

Содержание некоторых из перечисленных  принципов и технологий раскрыто ниже.

 

2. CALS как концепция

 

CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) — совокупность базовых принципов, управленческих и информационных технологий, обеспечивающая поддержку жизненного цикла изделий (преимущественно машиностроительных) на всех его стадиях. CALS базируется на использовании интегрированной информационной среды (единого информационного пространства), в которой посредством электронного обмена данными реализуется взаимодействие всех участников жизненного цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), разработчиков, производителей (поставщиков) продукции, эксплуатантов. Правила указанного взаимодействия регламентированы международными стандартами. ³

Русскоязычный аналог CALS — ИПИ (Информационная Поддержка  жизненного цикла Изделий).

В современных источниках ИПИ определяется, как совместная стратегия государства и бизнеса, направленная на совершенствование существующих процессов в промышленности, путем их преобразования в информационно-интегрированную систему управления жизненным циклом изделий.

В последние годы Федеральными органами исполнительной власти (Минпромнауки, Минпромэнерго, ныне — Минпромторгом РФ) предпринят ряд мер по научно-методическому и нормативному обеспечению разработок в области ИПИ-технологий.

Суть концепции CALS (ИПИ) состоит в применении принципов и технологий информационной поддержки на всех стадиях ЖЦ продукции, основанного на использовании ИИС, обеспечивающей единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Эти принципы и технологии реализуются в соответствии с требованиями международных стандартов, регламентирующих правила управления и взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.⁴

ИИС - основа, ядро CALS - представляет собой распределенное хранилище  данных, существующее в сетевой компьютерной системе, охватывающей (в идеале) все  службы и подразделения предприятия, связанные с процессами ЖЦ изделий. В ИИС действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией. В соответствии с этими правилами в ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип CALS: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет избежать дублирования, перекодировки и несанкционированных изменений данных, а также ошибок, связанных с этими процедурами, и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.

Основное содержание CALS, принципиально отличающее эту  концепцию от других, составляют базовые принципы и технологии, которые реализуются (полностью или частично) в течение 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.

К базовым технологиям  можно отнести управление: проектами; конфигурацией изделия; интегрированной информационной средой; качеством; потоками работ; изменениями производственных и организационных структур.⁵

CALS-технологии реализуются  силами многопрофильных рабочих  групп, объединяющих в своем  составе экспертов различных  специальностей. Нормативную базу разработок составляют международные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты CALS-технологий. 
В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦ к другому при помощи прикладных программных средств, к которым относятся системы CAE/CAD/CAM, PDM, MRP/ERP, SCM и др. На современном уровне развития промышленной кооперации отсутствие единого комплекса стандартов "электронного описания" различных этапов ЖЦ, обеспечивающих информационное взаимодействие электронных технологий (в рамках одного предприятия или "виртуального" объединения предприятий), приводит к значительным дополнительным издержкам в процессах проектирования, подготовки производства, изготовления и эксплуатации продукции. Эти издержки западными аналитиками оцениваются, например, в масштабах промышленности США, в десятки миллиардов долларов в год.

Ситуация на мировом  рынке наукоемкой продукции развивается  в сторону полного перехода на безбумажную электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта наукоемкой продукции. По прогнозам зарубежных специалистов, после 2005 г. невозможно будет продать на внешнем рынке машинотехническую продукцию без соответствующей международным стандартам безбумажной электронной документации. Таким образом, применение CALS-технологий является чрезвычайно актуальной задачей для повышения конкурентоспособности отечественных товаропроизводителей.

Для того чтобы понять, насколько актуальна проблема применения CALS-технологий уже сегодня, можно привести данные из сферы экспорта военной техники.

Таким образом, если российским предприятиям в ближайшее время  не удастся решить проблему эффективного применения CALS как средства повышения  качества и конкурентоспособности  наукоемкой продукции, то очень скоро произойдет значительное сокращение ее экспорта. Это будет иметь негативные последствия для экономической и оборонной безопасности страны. На эффективность деятельности предприятий, применяющих СALS, непосредственно влияют следующие факторы:⁶

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

  сокращение календарных  сроков вывода новых конкурентоспособных  изделий на рынок;

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

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

  сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий  ("затрат на владение").

Ниже приведены некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS в промышленности США:⁷

  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 23 до 73%;

  сокращение затрат на подготовку  технической документации - до 40%;

  сокращение затрат на разработку  эксплуатационной документации - до 30%.

По данным зарубежных источников, потери, связанные с несовершенством  информационного взаимодействия с  поставщиками, только в автомобильной  промышленности США оцениваются  в сумме порядка 1 млрд долл. в  год. Аналогичные потери отмечены и  в других отраслях промышленности. В тех же источниках указывается, что затраты на разработку реактивного двигателя GE 90 для самолета "Боинг-777" составили 2 млрд долл., а разработка новой модели автомобиля компании Форд стоит от 3 до 6 млрд долл. Это означает, что экономия от снижения прямых затрат на проектирование только по этим двум объектам может составить от 500 млн до 2,2 млрд долл.

Отсюда следует, что внедрение CALS приводит к существенной экономии и  получению дополнительной прибыли.

Поэтому отдельные компоненты этих технологий широко применяются в промышленности развитых стран.

Опыт зарубежных стран показывает, что путь от осознания необходимости  применения CALS-технологий до получения  реальных результатов внедрения  таких технологий в промышленность, занимает пять-семь лет. Это позволяет предположить, что и в России процесс квалифицированного применения CALS потребует значительного времени. Чрезмерная задержка с внедрением CALS-технологий в промышленности России может привести к потере внешнего рынка наукоемкой продукции и трудностям участия в рынке промышленной кооперации. Важнейшими государственными задачами в развитии национальной технологической базы, определяющей в ближайшие годы уровень экономической и национальной безопасности страны, являются:⁸