Информационные CALS – стандарты

Реализация концепции CALS сталкивается с многочисленными про­блемами. Одна из таких проблем - это стандартизация представленных в электронной форме данных и знаний. Только такая стандартизация по­зволит работать со всей единой моделью или с ее фрагментами различ­ным программным средствам. Основой ее являются следующие инфор­мационные CALS-стандарты.

ISO 10303 STEP - Standard for Exchange of Product Data (стандарт об­мена данными об изделии) - это стандарт CALS, формализующий вопро­сы хранения и обмена данными. Стандарт обеспечивает средства описа­ния единых моделей изделия. Он описывает общую концепцию построе­ния модели изделия и универсальные средства (методы описания и мето­ды реализации), а также конкретные предметные области (прикладные протоколы и ресурсы). Например, прикладной протокол АР203 Configu­ration Controlled Design (управляемая документацией конструкция) пред­назначен для описания механических изделий сложного состава. Прото­кол поддерживает передачу:

- геометрической модели детали (предполагает семь разновидностей геометрических моделей, объединенных в пять классов и описывающих деталь в виде наборов точек, пространственных кривых и отдельных по­верхностей, которые позволяют представлять модели, создаваемые со­временными CAD-системами, поддерживающими твердотельное моде­лирование);

- конструкторского графа изделия (имеется возможность описания многоуровневых многовариантных сборок);

- некоторых данных, относящихся к организации производства. Это на­бор объектов, необходимых для представления информации, содержа­щейся в конструкторской спецификации и штампе (код детали или сбо­рочной единицы, состав сборочных единиц, грифы, статус, лица, ответст­венные за разработку, организации (разработчик и заказчик), дата утвер­ждения и т.д.).

Таким образом, протокол 203 описывает предметные области, кото­рые традиционно покрываются CAD-системами (системами автоматиза­ции конструирования) и системами управления проектом.

Единая модель, соответствующая протоколу 203, содержит информа­цию, предназначенную для легких и средних систем автоматизации кон­струирования (геометрические модели отдельных деталей) и средних и тяжелых систем автоматизации конструирования (сборочные единицы).

ISO 13584 Р LIB(интеллектуальная библиотека изделий). ISO 13584 -это серия международных стандартов представления и обмена доступ­ными для компьютерной интерпретации данными библиотеки изделий. Стандарты ISO 13584 предоставляют информацию о библиотеке изделий вместе с необходимыми механизмами и определениями. Это позволяет обмениваться данными библиотеки изделий, использовать эти данные и изменять их. Обмен происходит между различными, связанными с пол­ным жизненным циклом изделия компьютерными системами и средами, включая проектирование изделий, их производство, использование, под­держку и уничтожение.

В область действия ISO 13584 входят:

- представление информации о классификаторах изделий, в том числе классификаторах компонентов и сборочных единиц;

- обработка данных библиотеки изделий (хранение, передача, доступ, изменение и архивирование информации);

- средства, позволяющие поставщику изделий описать поставляемую деталь. При этом не используются ссылки на какие-либо другие библио­теки или внешние словари, но обеспечивается модульность и максималь­но возможная автономность информационных блоков;

- определение механизма, который позволяет делать ссылки на стан­дартизованные словари из библиотеки поставщика (когда они доступны).

Многие из разработанных в ISO 13584 концепций применимы не толь­ко для изделий, они могут быть использованы для управления элемента­ми, содержащимися в библиотеке любого типа. Они могут служить для передачи данных между партнерами, а также в пределах предприятия для описания собственных ресурсов.

ISO 14959 PAREX(Parametric Representation and Exchange), создавае­мый изначально как средство обмена параметризованными моделями меж­ду различными системами автоматизации конструирования, может стать основой для стандартизации передачи знаний об изделии, начиная с фор­мулирования требований заказчика к разрабатываемому изделию.

Стандарт ANSI KIF(Knowledge Interchange Format). Обеспечивает стандартизацию языка представления знаний.

ISO 15531 MANDATE(описание производственного процесса). Если сравнить структуру, образованную стандартами, со зданием, то фунда­ментом здания будет стандарт STEP, а каркасом здания, несомненно, должен стать стандарт MANDATE. Стандарт MANDATE описывает функционирование предприятия. Стандарт состоит из трех разделов:

- регламентация взаимодействия предприятия с внешними партнерами;

- регламентация описания ресурсов предприятия;

- регламентация описания информационных и материальных потоков внутри предприятия.

Этот стандарт позволит также упорядочить внутренние и внешние информационные и материальные потоки предприятия.

ISO 15926 OIL& GAZ.Этот стандарт, являясь одним из пяти стандар­тов группы STEP, занимает особое место в этой группе. Представляя инте­рес прежде всего для нефтегазовой промышленности, стандарт ISO 15926 может служить примером разработки комплексного внедрения CALS в масштабах отрасли.

Работы по стандарту ведутся начиная с зимы 1998 г. Наиболее актив­ное участие в работах принимают Великобритания и Норвегия, никакого участия не принимают Россия, Китай, Бельгия, Бразилия и Южная Корея.

В настоящее время наиболее разработаны следующие вопросы реали­зации концепции CALS:

- электронное хранилище производственных данных;

- электронная техническая (эксплуатационная) документация;

- электронный обмен данными о производстве изделий и материальном снабжении.

Электронное хранилище данных, предназначенное для хранения ин­тегрированной модели, может быть реализовано применением техноло­гии, называемой «Data Warehouse» (хранилище данных). Оно характери­зуется как предметно-ориентированный, интегрированный, неизменчи­вый, поддерживающий хронологию набор данных, организованный для целей поддержки управления.

Основными свойствами хранилища данных являются:

- предметная ориентация;

- интегрированность данных;

- инвариантность во времени;

- неразрушаемость — стабильность информации;

- минимизация избыточности информации.

Подобные экспериментальные хранилища данных уже создаются - это проект CALS-Avia (Россия) и осуществляемый в рамках программы проект ESPRIT.

Электронная техническая (эксплуатационная) документация. Ее при­мером может служить интерактивное техническое руководство (ИТР) по эксплуатации изделия. Это техническое руководство, предоставляемое заказчику в электронной форме на мобильном носителе (CD) либо при по­мощи интернета отображаемое специальным программным средством - электронной системой отображения.

ИТР состоит из следующих компонентов:

- спецификация изделия;

- техническое описание деталей, узлов, систем;

- инструкция по эксплуатации систем и оборудования;

- инструкция по монтажу систем и оборудования;

- инструкция по техобслуживанию систем и оборудования;

- описание диагностики систем и оборудования;

- функция навигации, обеспечивающая контекстно-зависимый поиск;

- средства общения потребителя с поставщиками (например, при помощи интернета);

- средства связи и обмена с автоматическими системами диагностики изделий и управления ремонтным оборудованием.

Электронная система отображения (EDS - Electronic Display System) - средство визуализации и взаимодействия пользователя с ИТР.

Электронная система отображения работает в интерактивном режиме и позволяет:

- наглядно представить принцип действия изделия (с помощью средств мультимедиа);

- обеспечить доступ к любой информации о компонентах изделия;

- получить информацию о технологических процессах обслуживания и ремонта непосредственно в процессе их выполнения;

- точно показать физическую взаимосвязь изделия с другими компо­нентами системы;

- получить информацию для формирования заявки на поставку запас­ных частей;

- осуществлять навигацию в среде данных ИТР.

ИТР создается с использованием ГОСТ 2.503, ГОСТ 2.505, ГОСТ 19.603, ГОСТ 24.401 и ГОСТ 28.388, ISO 86.32-CGM, а также стан­дартов MIL-M-38784 (Manuals, Technical: General Style and Format Re­quirements), MIL-Q-87270 (Quality Assurance Program: Requirements for Interactive Electronic Technical Manuals and Associated Technical Informa­tion), стандарта ISO-8879 SGML (Standard Generalized Mark-Up Language).

Техническая информация, содержащаяся в ИТР, является полной, по­нятной и эффективной, поэтому пользователь может осуществлять тех­ническое обслуживание изделия без ошибок и потери времени.

Электронный обмен данными. Выполняется в соответствии со стан­дартом STEP, с помощью прочих форматов IGES, DXF, CGM, которые являются или предшественниками STEP, или альтернативой этому стан­дарту.

По мере развития этого направления информационных технологий интерпретация аббревиатуры CALS изменялась, отражая их постепенную эволюцию:

1985 - Computer-Aided of Logistics Support;

1988 - Computer Acquisition and Logistics Support;

1993 - Continuous Acquisition and Life Cycle Support;

1995 - Commerce at Light Speed.

Основным содержанием CALS-технологий является создание стан­дартных интерфейсов для различных промышленных технологий, биз­нес-процессов, других сфер человеческой деятельности. Движущей силой развития этого направления информационных технологий стало осозна­ние нарастающей сложности проблем, возникающих «на стыках» раз­личных технологических процессов.

Областями применения CALS можно считать:

- совершенствование деятельности в области разнородных процессов;

- информационная поддержка всех этапов жизненного цикла продуктов;

- интеграция всех предприятий - участников жизненного цикла про­дуктов;

- управление жизненным циклом продуктов.

Решения, разработанные и согласованные в области CALS-технологий узким кругом стран, получили статус стандартов, определяющих стратегию мирового индустриального развития. На этом фоне произошло выделение наиболее активной группы участников процесса формирова­ния новых информационных технологий в промышленности. Они созда­ли организацию под названием Международный CALS-конгресс (ICC). Штаб-квартира ICC находится в г. Орландо (США). Официально заявле­но, что ЮС проводит политику неподдержания государств, отстающих в сфере CALS-технологий. Часть информации по тематике международной CALS-интеграции имеется в материалах ISO и системе CALS-центров, но основные программные средства поставляются на коммерческой основе.

Принятое в настоящее время международное определение CALS ут­верждает, что CALS - это стратегия промышленности и правительства, направленная на эффективное создание, обмен, управление и использо­вание электронных данных, поддерживающих полный ЖЦИ с помощью международных стандартов, на реорганизацию предпринимательской деятельности и передовые технологии. К ключевым областям CALS в настоящее время относятся:

- реинжиниринг и управление проектами;

- параллельное проектирование;

- виртуальное предприятие;

- электронный обмен данными;

- распределенные системы поддержки принятия решений;

- интегрированная логистическая поддержка;

- многопользовательские базы данных;

- метаописание систем понятий и их хранение;

- репозитории метаописаний предметных областей;

- международные стандарты.

Начиная с 1997 г. происходят качественные изменения в социальном аспекте использования CALS. К этому времени довольно широкое рас­пространение получают CALS - оболочки - программные средства, обес­печивающие подключение системы управления любого предприятия че­рез стандартный интерфейс к системе информационного обмена мирово­го CALS-сообщества. Если до этого они были инструментом относительно крупных фирм ввиду высокой стоимости, то развитие вычислительной техники привело к массовому использованию данного направления ин­формационных технологий в производственной деятельности средних и малых предприятий. Начался лавинообразный рост числа фирм в развитых странах, имеющих CALS-оболочки (по оценкам 1998 г. их около 2 млн). Таким образом, все они на разных уровнях вступили в процесс нацио­нальной или международной интеграции бизнеса.