Идеология интеграции информационных технологий в рамках CALS

Рассмотрим общую идеологию интеграции новых информационных технологий в рамках CALS-технологий. На рис. 1.8 показана структура информационного взаимодействия организаций-участников CALS - сообщества. Для каждой предметной области, т.е. контрактов, технологической и проектной документации, представления организации и т.п., определены формальные описания на языке EXPRESS (метаописания). Обмен инфор­мацией происходит посредством текстовых файлов между CALS-оболочками, в которые погружены информационные системы организаций.

Рис. 8.2. Структура взаимодействия членов CALS-сообщества

Таким образом, любая предметная область, описанная по стандартным правилам, однозначно понимается всеми членами CALS-сообщества. При этом языки обмена имеют грамматику, которая генерируется по метаописанию предметной области. Держателями метаописаний (протоколов) предметных областей на языке EXPRESS выступают CALS-центры. Они обеспечивают актуальными протоколами оболочки взаимодействующих организаций.

Программное обеспечение организации подключается к CALS-оболочке с помощью программного интерфейса SDAI. Он выполняет эле­ментарные операции с данными типа «взять-положить» в соответствии с описанием протокола предметной области. Описание предметной облас­ти на языке EXPRESS есть настройка входного и выходного конверторов обменного файла (содержащего лингвистическое описание данных на автоматически порождаемом языке) и программного интерфейса SDAI. Обеспечив свое подключение через CALS-оболочку, организация вступа­ет в мировое информационное CALS-сообщество и может взаимодейст­вовать с любым его членом. В настоящее время институт ISO обладает широким набором стандартов протоколов, продолжая развивать и нара­щивать их спектр.

Основной конфликт CALS-сообщества - необходимость пересмотра основ национальных и региональных стандартов в процессе построения новой системы международных стандартов. Эту политику следует про­водить в очень больших масштабах и комплексно, что требует поддержки государства. Как известно, переучивание специалистов и реформирова­ние национальных систем стандартизации и сертификации очень дорого. Все развитые страны стремятся минимизировать свои издержки на CALS, что ведет к конфликтам между ними. Никто не представляет в этом про­цессе интересы развивающихся стран и стран с переходной экономикой. В итоге развитые страны выходят на качественно новый уровень между­народной интеграции. Можно сказать, что возник «закрытый клуб» стран, освоивших использование новых информационных технологий в промышленности. Его участники имеют возможность более точной коор­динации усилий, быстрой кооперации и мобилизации ресурсов. Это обеспечивает им существенные преимущества в конкурентной борьбе на всех промышленных рынках перед остальной частью мира.

Наиболее важными организационными технологиями, поддерживае­мыми CALS, являются параллельное проектирование и виртуальное предприятие. Первая обеспечивает информационное взаимодействие многих удаленных участников проектирования сложных технических систем. При этом обмен информацией идет на всех этапах проектирова­ния, что позволяет организовать сокращение сроков за счет распаралле­ливания проектных задач. Впервые эта технология была использована для проектирования подводной лодки класса «Морской волк» в США. Вторая технология позволяет на контрактной основе быстро создавать временную организационную структуру, обеспечивающую изготовление конкретного изделия. Предполагается высокая степень стандартизации и интеграции процессов управления самых разных фирм. После заверше­ния работы виртуальное предприятие распадается. Одновременно одна фирма может участвовать во многих виртуальных предприятиях.

Виртуальные изделия. Фирмой Computervision разработана техноло­гия «Полного электронного определения изделия» (ПЭОИ, или EPD -Electronic Product Definition). Ключевая идея ПЭОИ заключается в созда­нии единой сложной цифровой модели разрабатываемого изделия. С этой моделью взаимодействует каждый участник всего ЖЦИ, начиная с мо­мента исследования потребности рынка в изделии с конкретными потре­бительскими свойствами и заканчивая его утилизацией после окончания срока эксплуатации. При этом работа каждого отдельного участника не затрагивает действия других участников, исключается также неоднознач­ность определения изделия, так как имеется только одна актуальная ко­пия данных, представляющих отдельную деталь, подсборку, шаги анали­за и расчета технических параметров или траекторию режущего инстру­мента для обработки на станках с ЧПУ. Созданные в ПЭОИ данные ис­пользуются в различных формах для построения «виртуальной» версии изделия, обеспечивающей:

- сборку на экране сложных компонентов, включая электрические и гидравлические магистрали и соединения;

- проверку на конфликты и структурную целостность изделия;

- проверку основных механических, электрических, гидравлических и других параметров изделия;

- моделирование процессов установки изделия у заказчика;

- предоставление данных для обучения пользователей, для техническо­го обслуживания, по утилизации отслужившего срок изделия.

В методологии ПЭОИ древовидная иерархическая структура всех компонентов сборки изображает связи каждой отдельной детали со всеми другими, т.е. она всегда видится в составе как неотъемлемая часть всего изделия. Такой подход еще на стадии проектирования позволяет исклю­чить ошибки проектировщика. Доступ к данным дерева ПЭОИ, предпо­лагающий интерактивное сотрудничество между поставщиками, произ­водителями и заказчиками, предоставляется любому санкционированно­му пользователю так называемого «расширенного», или «виртуального», предприятия. Такая организация значительно сокращает время на прове­дение производственных совещаний и поиски данных, с которыми рабо­тает кто-либо еще. Организация работ с ПЭОИ в режиме виртуального предприятия дает возможность предприятию концентрироваться на глав­ных задачах своей профессиональной ориентации, передавая проектирование и изготовление комплектующих на другие предприятия. Кроме того, такая организация снимает множество конфликтных ситуаций меж­ду участниками процесса (специалистами по маркетингу, дизайнерами, конструкторами-проектировщиками изделия, конструкторами-проекти­ровщиками оснастки, экономистами, финансистами) и дает неограничен­ные возможности по расширению полномочий всем участникам.

Основой активного присутствия предприятия на рынке является мар­кетинг. Анализ требований рынка, определение реальных конкурентов, оценка технических концепций, повышение качества изделий позволяет на ранней стадии существенно уменьшить коммерческий риск, не снижая объемов производства. Снимая множественные технические проблемы, ПЭОИ вводит предприятие в современный рынок, помогая ему в соблю­дении основных принципов маркетинга:

- тщательный учет потребностей, состояния и динамики спроса, ры­ночной конъюнктуры при принятии хозяйственных решений (сопровож­дение изделий на протяжении всего жизненного цикла, определение сро­ков и мест замены поставляемых изделий);

- создание условий для максимального приспособления производства к требованиям рынка, к структуре спроса, исходя не из сиюминутной вы­годы, а из долгосрочной перспективы;

- сокращение сроков разработки проектов и сроков изготовления изде­лий, высокое качество проектов и как следствие повышенное качество изделий и высокие эксплуатационные качества, реальные цены. Оценка стоимости изделия производится на стадии маркетинговой проработки заказа на изготовление изделия с заданными техническими характери­стиками больше по интуиции, чем по реальным затратам. В методологии ПЭОИ, изменяя технические параметры изделия, менеджер по продажам получает фактические затраты на изделие, т.е., задавая планируемую прибыль, получает его стоимость. Коммерческий риск при этом сводится к минимуму;

- воздействие на рынок, на покупателя с помощью всех доступных средств, прежде всего рекламы (ПЭОИ дает мощнейший инструмент для проработки дизайна изделия и расчета эксплуатационных характеристик, интересующих потребителя);

- по прогнозам экспертов, одним из важных показателей конкуренто­способности продукции на зарубежных рынках является наличие элек­тронной документации информационной модели изделия на основе меж­дународных стандартов. Технология интегрированных информационных технологий с полным электронным определением изделий позволит не только сохранить рынки сбыта, но и расширить их вследствие повыше­ния качества и конкурентоспособности изделия;

- снижение стоимости продукции, уменьшение времени ее выхода на рынок, повышение ее качества одновременно с качеством обслуживания - вот конкурентоопределяющие факторы промышленности сейчас и в обо­зримом будущем. ПЭОИ предоставляет максимальные возможности по их реализации.

Основными средствами, позволяющими внедрить CALS-технологии, являются, естественно, современные компьютеры и соответствующие про­граммы. Не менее важным условием является психологическая готовность конструкторов к переходу на компьютерное объемное проектирование.

Для внедрения новой технологии необходимо максимально исклю­чить ручное проектирование, сделать САПР инструментом бизнеса (под­держка маркетинга), обеспечить максимальную интеграцию процессов проектирования и изготовления и постоянно расширять систему приня­тия решений. Кроме того, надо привыкнуть к мысли, что внедрение CALS-технологий - это начало процесса всесторонней информатизации предприятия, включая использование локальных компьютерных сетей и сети Интернет.

По данным результатов эффективности CALS, в США ожидаются следующие показатели.

В процессах проектирования и инженерных расчетах:

- сокращение времени проектирования на 50 %;

- сокращение затрат на изучение выполнимости проектов на 15...40 %.

В процессах организации поставок:

- сокращение количества ошибок при передаче данных на 98 %;

- сокращение времени поиска и извлечения данных на 40 %;

- сокращение времени планирования на 70 %;

- сокращение стоимости информации на 15...60 %.

В производственных процессах:

- сокращение производственных затрат на 15...60 %;

- повышение показателей качества на 80 %.

В процессах эксплуатационной поддержки изделий:

- сокращение времени на изменения технической документации на 30 %;

- сокращение времени планирования поддержки на 70 %;

- сокращение стоимости технической документации на 10...50 %.

Указанные выше результаты обеспечиваются за счет ключевых облас­тей CALS, к которым относятся:

- параллельное проектирование;

- электронный обмен данными;

- интегрированная логистическая поддержка;

- многопользовательская база данных;

- международные стандарты.