cals- · cals- . . , . . , . . cals continuous acquisition and life cycle support ˘ ˇ cals

21
Использование CALS-технологий в менеджменте качества А.В. Марцинковский, В.Н. Данилин, С.П. Доценко CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support В дословном переводе аббревиатура CALS означает "непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла". Понятие "жизненный цикл изделия" введено в международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции). Данное понятие включает в себя следующие этапы жизненного цикла изделия: маркетинг, поиск и изучение рынка; проектирование и/или разработка технических требований к создаваемой продукции; материально-техническое снабжение; подготовка и разработка технологических процессов; производство; контроль, проведение испытаний и обследований; упаковка и хранение; реализация и/или распреде- ление продукции; монтаж, эксплуатация; техническая помощь в обслуживании; утилиза- ция после завершения использования продукции [1]. "Непрерывность поставок" требует и подразумевает оптимизацию процессов непрерывно- го взаимодействия "заказчика и поставщика" в ходе разработки, проектирования и произ- водства сложной продукции. Вторая часть определения CALS - "поддержка жизненного цикла" - заключается в опти- мизации процессов обслуживания, ремонта, снабжения запасными частями и модерниза- ции. Поскольку затраты на поддержку сложного наукоемкого изделия в работоспособном состоянии часто равны или превышают затраты на его приобретение, принципиальное со- кращение "стоимости владения" обеспечивается инвестициями в создание системы под- держки жизненного цикла [1]. Данная технология, разработанная в 80-х годах в Министерстве обороны США, распро- странилась по всему миру и охватила практически все сферы мировой экономики. Она предназначена для повышения эффективности и качества бизнес-процессов, выполняемых на протяжении всего жизненного цикла продукта, за счет применения безбумажных тех- нологий. Началом создания системы CALS-технологий явилась разработка системы стан- дартов описания процессов на всех этапах жизненного цикла продукции. Для развития методологии CALS в США были созданы Управляющая промышленная группа по вопросам CALS (ISG) и ее исполнительный консультативный комитет. В насто- ящий момент в мире действует более 25 национальных организаций (комитетов или сове- тов по развитию CALS), в том числе в США, Японии, Канаде, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии и других странах, а также в НАТО. Основные усилия этих и подобных организаций были направлены на создание разного уровня нормативной документации. За последние несколько лет разработаны следующие документы: ISO 10303 (Industrial automation systems and integration -- Product data represen- tation and exchange), ISO 13584 (Part Library), Def Stan 00-60 (Integrated Logistic Support), MIL-STD-2549 (Configuration Management. Data Interface), MIL-HDBK-61 (Configuration Management. Guidance), AECMA Specification 2000M (International Specification for Materiel Management Integrated Data Processing for Military Equipment), AECMA Specification 1000D (International Specification for Technical Data Publications, Utilising a Common Source Data Base) и т. д. В настоящее время в развитых странах CALS рассматривается как комплексная системная стратегия, непосредственно влияющая на конкурентоспособность предприятия. Повыше- ние конкурентоспособности достигается за счет сокращения затрат (цены изделия), со-

Upload: vuthien

Post on 06-May-2018

228 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

Использование CALS-технологий в менеджменте качества

А.В. Марцинковский, В.Н. Данилин, С.П. Доценко

CALS

Continuous Acquisition and Life cycle Support

В дословном переводе аббревиатура CALS означает "непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла".

Понятие "жизненный цикл изделия" введено в международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции). Данное понятие включает в себя следующие этапы жизненного цикла изделия: маркетинг, поиск и изучение рынка; проектирование и/или разработка технических требований к создаваемой продукции; материально-техническое снабжение; подготовка и разработка технологических процессов; производство; контроль, проведение испытаний и обследований; упаковка и хранение; реализация и/или распреде-ление продукции; монтаж, эксплуатация; техническая помощь в обслуживании; утилиза-ция после завершения использования продукции [1].

"Непрерывность поставок" требует и подразумевает оптимизацию процессов непрерывно-го взаимодействия "заказчика и поставщика" в ходе разработки, проектирования и произ-водства сложной продукции. Вторая часть определения CALS - "поддержка жизненного цикла" - заключается в опти-мизации процессов обслуживания, ремонта, снабжения запасными частями и модерниза-ции. Поскольку затраты на поддержку сложного наукоемкого изделия в работоспособном состоянии часто равны или превышают затраты на его приобретение, принципиальное со-кращение "стоимости владения" обеспечивается инвестициями в создание системы под-держки жизненного цикла [1].

Данная технология, разработанная в 80-х годах в Министерстве обороны США, распро-странилась по всему миру и охватила практически все сферы мировой экономики. Она предназначена для повышения эффективности и качества бизнес-процессов, выполняемых на протяжении всего жизненного цикла продукта, за счет применения безбумажных тех-нологий. Началом создания системы CALS-технологий явилась разработка системы стан-дартов описания процессов на всех этапах жизненного цикла продукции.

Для развития методологии CALS в США были созданы Управляющая промышленная группа по вопросам CALS (ISG) и ее исполнительный консультативный комитет. В насто-ящий момент в мире действует более 25 национальных организаций (комитетов или сове-тов по развитию CALS), в том числе в США, Японии, Канаде, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии и других странах, а также в НАТО.

Основные усилия этих и подобных организаций были направлены на создание разного уровня нормативной документации. За последние несколько лет разработаны следующие документы: ISO 10303 (Industrial automation systems and integration -- Product data represen-tation and exchange), ISO 13584 (Part Library), Def Stan 00-60 (Integrated Logistic Support), MIL-STD-2549 (Configuration Management. Data Interface), MIL-HDBK-61 (Configuration Management. Guidance), AECMA Specification 2000M (International Specification for Materiel Management Integrated Data Processing for Military Equipment), AECMA Specification 1000D (International Specification for Technical Data Publications, Utilising a Common Source Data Base) и т. д.

В настоящее время в развитых странах CALS рассматривается как комплексная системная стратегия, непосредственно влияющая на конкурентоспособность предприятия. Повыше-ние конкурентоспособности достигается за счет сокращения затрат (цены изделия), со-

Page 2: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

кращения сроков вывода новых образцов на рынок, повышением качества продукции за счет сквозной поддержки ее жизненного цикла. Применение стратегии CALS является условием выживания предприятий в условиях растущей конкуренции, в том числе на международных рынках, в ближайшие несколько лет.

Известны типовые показатели, которыми сопровождается применение CALS-технологий в США.

В процессах проектирования и инженерных расчетах: сокращение времени проектиро-вания на 50%; снижение затрат на изучение выполнимости проектов на 15--40%.

В процессах организации поставок: уменьшение количества ошибок при передаче дан-ных 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%; по-вышение показателей качества на 80%;

В процессах эксплуатационной поддержки изделий: сокращение времени на изменения технической документации на 30%; сокращение времени планирования поддержки на 70%; снижение стоимости технической документации на 10--50%.

В современных условиях CALS-технологии являются важнейшим инструментом повыше-ния эффективности бизнеса, конкурентоспособности и привлекательности продукции.

Основные понятия и определения Для виртуального предприятия, действующего в рамках единого информационного про-странства (ЕИП), информационные ресурсы играют определяющую роль, поэтому обес-печение их безопасности является важнейшей задачей. Задачи обеспечения информационной безопасности в CALS-системах близки к аналогич-ным задачам в других автоматизированных системах (АС) обработки информации, для решения которых в настоящий момент уже существует законодательная и нормативная база, а также организационно-технические решения. Тем не менее, в отличие от защиты информации в отдельной организации, защита информации в виртуальном предприятии имеет свою специфику. В качестве главных особенностей можно указать: • географически распределенная структура • разнородность используемых программно-технических решений • необходимость защиты информации и интеллектуальной собственности, принадлежа-

щей нескольким владельцам. Под информационной безопасностью виртуального предприятия (далее предприятия) - понимается состояние защищенности его интересов от существующих и вероятных внеш-них и внутренних угроз информационным ресурсам. Информационными ресурсами являются: • технические средства автоматизации (компьютерная техника и средства связи) • электронные носители всех видов • информация в виде файлов и баз данных на электронных носителях • хранилища машиночитаемых и бумажных носителей (архивы и библиотеки) знания

персонала. Цель мер по обеспечению информационной безопасности - сократить возможный эконо-мический и моральный ущерб предприятия, связанный с повреждением или неправомер-ным использованием информационных ресурсов. Обеспечение информационной безопасности (ИБ) представляет собой сложный комплекс технических, юридических и организационных проблем. Основой для системного решения задач обеспечения ИБ являются анализ возможных рис-ков, политика информационной безопасности (ИБ) и план обеспечения ИБ.

Page 3: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

Анализ рисков- первый и необходимый этап в решении задачи ЗИ и проводится с целью выявления перечня потенциально возможных угроз интересам предприятия, событий и возможного ущерба, к которые могут возникнуть в результате реализации таких рисков. На основе результатов анализа рисков разрабатывается политика безопасности - документ содержащий принципы деятельности предприятия в отношении проблем ИБ. Политика безопасности содержит ранжированный перечень угроз, принимаемых во внимание, клас-сификацию защищаемых информационных ресурсов, определяет желаемый уровень за-щищенности, описывает организационные решения, необходимые для решения задач ИБ. На основе утвержденной политики безопасности разрабатывается план обеспечения ин-формационной безопасности, содержащий конкретные организационно-технические ре-шения и планы работ по их внедрению и реализации. Задачи обеспечения информационной безопасности в CALS-системах Одной из важных задач АС является обеспечение надежности передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации. Надежность информации в АС - это интегральный показа-тель, характеризующий качество информации с точки зрения: 1. физической целостности, т. е. наличия или отсутствия искажений или уничтожения элементов этой информации; 2. доверия к информации, т. е. наличия или отсутствия в ней подмены (несанкциониро-ванной модификации) её элементов при сохранении целостности; 3. безопасности информации, т. е. наличия или отсутствия несанкционированного получе-ния её лицами или процессами, не имеющими на это соответствующих полномочий; уверенности в том, что переданные или проданные владельцем программы или элементы баз (массивов) данных не будут размножаться (копироваться, тиражироваться) и исполь-зоваться без его санкции. Задачами обеспечения информационной безопасности (ИБ) и соответственно функциями системы обеспечения информационной безопасности (СОИБ) являются: 1. пресечение и выявление попыток уничтожения или подмены (фальсификации) инфор-мации; 2. пресечение и выявление попыток несанкционированной модификации информации; 3. пресечение и выявление попыток несанкционированного получения информации; 4. пресечение и выявление попыток несанкционированного распространения или размно-жения информации; 5. ликвидация последствий успешной реализации перечисленных угроз; 6. выявление и нейтрализация проявившихся и потенциально возможных дестабилизиру-ющих факторов и каналов утечки информации; 7. выявление и нейтрализация причин проявления дестабилизирующих факторов и воз-никновения каналов утечки информации; 8. определение лиц, виновных в проявлении дестабилизирующих факторов и возникнове-нии каналов утечки информации, и привлечение их к определенного вида ответственно-сти. Технологии построения защищенной сети виртуального предприятия Основой единого информационного пространства (ЕИП) виртуального предприятия явля-ется совокупность сетей входящих в него организаций и открытых сетей общего пользо-вания -Интернет. Соответственно, необходимо обеспечить 1. защиту сетей внутри организаций, 2. управление доступом во внутренние сети организаций из открытых сетей, 3. управление доступом из внутренних сетей в открытые сети и 4. обеспечить безопасный обмен данными между внутренними сетями организаций через открытые сети. Для защиты от несанкционированного доступа (НСД) к данным в рамках локальной сети организации и отдельных компьютерах, применяются специальные программно-

Page 4: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

технические средства, обеспечивающие управление доступом к данным на основе имею-щихся у пользователей полномочий. Базовый набор функций комплекса средств защиты от НСД включает в себя: 1. идентификацию и аутентификацию (проверку принадлежности субъекту доступа предъявленного идентификатора) пользователя в начале сеанса работы; 2. обеспечение доступа к данным и возможности запуска программ в соответствии с за-данным списком полномочий и разрешений; 3. контроль целостности используемого программного обеспечения и данных; 4. протоколирование выполняемых действий. Часть упомянутых функций выполняют некоторые современные операционные системы (ОС) компьютеров, например Microsoft Windows/NT, но могут и почти полностью отсут-ствовать, например в Microsoft Windows -95, и в этом случае должны обеспечиваться до-полнительными средствами. Идентификация и аутентификация пользователей может выполняться в путем ввода име-ни и пароля, использования смарт-карт (интеллектуальных пластиковых карт) и средств считывания данных с карт, подключаемых к компьютеру, специальных жетонов (token), хранящих уникальный код и т.д.. В особо ответственных приложениях применяются сред-ства идентификации основанные на распознавании физических характеристик субъекта доступа (голоса, отпечатка пальца, радужной оболочки глаза и др.). Основной проблемой обеспечения эффективной работы средств защиты от НСД является создание правильных и полных описаний полномочий пользователей, необходимых для выполнения служебных обязанностей. В процессе работы сотрудники организации выполняют различные функции, каждая из которых требует доступа к разным наборам данных и программ. Требуется трудоемкий и кропотливый анализ всех выполняемых сотрудниками функций для того чтобы опреде-лить их полномочия и правильно отрегулировать средства доступа к данным. При этом, следует принимать во внимание, что любая организация подвержена изменениям и функ-ции сотрудников нередко меняются и перераспределяются, что требует повторной пере-настройки средств защиты. Наиболее радикальным подходом является использование, в качестве инструмента управ-ления полномочиями сотрудников, моделей бизнес-процессов, выполняемых в организа-ции. Функциональная модель бизнес-процессов является обозримым, программно-поддерживаемым описанием, содержащим, в частности, сведения обо всех информацион-ных объектах к которым сотрудник должен иметь доступ в процессе работы. Отбирая по-лученные данные в подмножества, связанные с должностными обязанностями конкретных лиц или рабочими местами, можно автоматически подготовить конфигурационные файлы для настройки средств защиты от НСД, установленных на рабочих местах. В этом смысле модель является основой для автоматизации настройки средств безопасности. Происхо-дящие в организации изменения вводятся в модель и, соответственно, отображаются в настройке средств безопасности. Например, для того чтобы на время отпуска заменить одного сотрудника другим, необходимо в описании операции поменять идентификатор сотрудника, при этом полномочия отсутствующего сотрудника будут автоматически пе-реданы работающему. Защита от несанкционированного доступа (НСД) во внутреннюю сеть организации из от-крытой сети представляет собой отдельную задачу, для решения которой применяются межсетевые экраны (firewall). По сути, это устройство (или группа устройств), располо-женное между внутренней (защищаемой) сетью и Интернет и выполняющее задачи по ограничению проходящего через него трафика, регистрации информации о трафике, пре-сечению попыток несанкционированного доступа при попытке подключиться к ресурсам внутренней сети (аутентификация пользователей) и т.д. При этом данное устройство обеспечивает "прозрачный" доступ пользователей внутрен-ней сети к службам Интернет и доступ извне (то есть из сети Интернет) к ресурсам ИС

Page 5: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

предприятия для зарегистрированных во внутренней сети пользователей. Особо необходимо рассмотреть вопросы обеспечения антивирусной безопасности (АВБ) компьютерной системы предприятия. Возможность вирусного заражения является одной из серьезных угроз, которой могут подвергнуться программы и данные пользователей. Типичными путями попадания вирусов в компьютерную сеть являются: электронные носители информации (флоппи диски, компакт диски, накопителя типа Zip, Jazz и т.д.); бесплатное программное обеспечение, полученное через Web или FTP и сохраненное на локальной рабочей станции. удаленные пользователи, которые соединяются с сетью через модем и получают доступ к файлам сервера. электронная почта, содержащая в сообщениях присоединенные файлы документов (Word ) или электронных таблиц (Excel) , которые могут содержать в себе макровирусы. Таким образом, для того, чтобы защитить корпоративную сеть от проникновения вирусов или разрушительных программ необходимо следить за возможными точками проникнове-ния вирусов, к которым относятся: шлюзы Интернет, файловые серверы, серверы средств групповой работы и электронной почты, рабочие станции пользователей. Следует отметить, что решение проблемы АВБ не сводится к установке антивирусных программ на каждый компьютер. Средства АВБ нуждаются в правильной настройке и ре-гулярном обновлении таблиц вирусных сигнатур. Поскольку корпоративная компьютер-ная сеть может иметь очень сложную структуру стоимость обслуживания сети и поддерж-ки средств АВБ катастрофически растет вместе с ростом числа подключенных рабочих станций. Одним из основных путей снижения затрат является применение средств цен-трализованного управления средствами АВБ. Средства централизованного управления позволяют администратору безопасности со своего рабочего места контролировать все возможные точки проникновения вирусов и управлять всеми средствами АВБ перекры-вающими эти точки. Для того чтобы эффективно защищать корпоративную сеть средства АВБ должны удовле-творять целому ряду требований: способность обнаруживать большинство известных и неизвестных вирусов, а также раз-рушительных программ; способность производителя средств АВБ быстро выпускать новые модификации при по-явлении новых вирусов; качественная и квалифицированная поддержка; функциональная полнота, способность контролировать все точки потенциального прони-ковения в сеть; удобные средства управления; наличие средств оповещения о попытках вирусного заражения; всокая производительность и др. Комплексное решение проблем антивирусной безопасности Нормативно-правовое обеспечение информационной безопасности В России деятельность связанная с обеспечением информационной безопасности должна осуществляться на основе действующих Законов РФ и других нормативных актов. Основ-ные нормативные документы, касающиеся данной области приведены в табл.1 [2]. Документы, регламентирующие деятельность в области защиты информации Законы Российской Федерации “О государственной тайне” от 21.07.93 № 5485-1. “Об информации, информатизации и защите информации” от 25.01.95 № 24-ФЗ. “О федеральных органах правительственной связи и информации” от 19.02.93 № 4524-1. “О сертификации продукции и услуг” от 10.06.93 № 5151-1.

Page 6: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

“О связи” от 16.02.95 № 15-ФЗ. “О защите прав потребителей” от 07.02.92 № 2300-1. “Об авторском праве и смежных правах” от 09.07.93 № 5352-1. “Патентный закон Российской Федерации” от 23.09.92 № 3519-1. “О стандартизации” от 10.06.93 № 5154-1. “О рекламе” от 18.07.95 № 108-ФЗ. “О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных” от 23.09.92 № 3523-1. “О правовой охране топологии интегральных микрохем” от 23.09.92 № 3526-1. “Об участии в международном информационном обмене” от 04.07.96 № 85-ФЗ. Указы и распоряжения Президента Российской Федерации “О мерах по соблюдению законности в области разработки, производства, реализации и эксплуатации шифровальных средств, а также предоставления услуг в области шифрова-ния информации” от 3.04.95 № 334; Распоряжение Президента Российской Федерации “О контроле за экспортом из Россий-ской Федерации отдельных видов сырья, материалов, оборудования, технологий и научно технической информации, которые могут быть применены при создании вооружения и военноенной техники” от 11.02.94 № 74-рп. Постановление Правительства РСФСР “О перечне сведений, которые не могут составлять коммерческую тайну” от 5.12.91 № 35; Постановления Правительства Российской Федерации “О лицензировании отдельных видов деятельности” от 24.12.94 № 1418. “О лицензировании и квотировании экспорта и импорта товаров (работ, услуг) на терри-тории Российской Федерации” от 06.11.92 № 854. “О поставках продукции и отходов производства, свободная реализация которых запре-щена” от 10.12.92 № 959. “О внесении дополнений и изменений в постановления Правительства Российской Феде-рации от 06.11.92 № 854 и от 10.12.92 № 959” от 15.04.94 № 331. “Об утверждении Положения о порядке контроля за экспортом из Российской Федерации отдельных видов сырья, материалов, оборудования, технологий и научно-технической информации, которые могут быть применены при создании вооружения и военной техни-ки” от 10.03.94 № 197. “О мерах по совершенствованию государственного регулирования экспорта товаров и услуг” от 01.07.94 № 758. “О лицензировании деятельности предприятий, учреждений и организация по проведению работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну, со-зданием средств защиты информации, а также с осуществлением мероприятий и (или) услуг по защите государственной тайны” от 15.04.95 № 333. “О сертификации средств защиты информации” от 26.06.95 № 608. Иные нормативные акты “Система сертификации средств криптографической защиты информации защиты инфор-мации” РОСС.RU.0001.030001 от 15.11.93. “Правила по проведению сертификации в Российской Федерации” от 16.02.94 № 3. “Положение о государственном лицензировании деятельности в области защиты инфор-мации” от 27.04.94 № 10. “Положение об испытательном центре (лаборатории) средств криптографической защиты информации, аккредитованном ФАПСИ на испытания средств криптографической защи-ты информации по тербованиям безопасности информации”. “Положение о лицензировании деятельности в области связи в Российской Федерации”.

Page 7: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

“Временное положение об аттестационном центре ФАПСИ, аккредитованном на проведе-ние работ в области защиты информации”. Организационно-методические и руководящие документы Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Концепция защиты средств вычисли-тельной техники и автоматизированных систем от несанкционированного доступа к ин-формации. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Защита от несанкционированного до-ступа к информации. Термины и определения. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Средства вычислительной техники. За-щита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации. М. Воениздат, 1992. Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Временное положение по организации разработки, изготовления и эксплуатации программных и технических средств защиты информации от НСД в автоматизированных системах и средствах вычислительной техни-ки. М., Воениздат, 1992. Общая координация работ и разработка научно-технической политики в данной области возложены на Федеральное Агентство Правительственной Связи и Информации (ФАПСИ) и Государственную Техническую Комиссию (ГТК) при Президенте РФ. Следует подчеркнуть, что в соответствии с действующими нормативными актами приме-няемые средства и решения защиты информации должны иметь сертификаты ГТК или ФАПСИ, а организации, осуществляющие их разработку, поставку и внедрение - лицен-зии на данный вид деятельности [3]. Системы качества Обеспечение качества продукции является одной из задач, решаемых на предприятии или в иной организационной структуре в рамках управленческой деятельности. С этой точки зрения, система качества рассматривается как подсистема предприятия, тесно интегриро-ванная с информационной средой, и поэтому для ее проектирования, создания, использо-вания, анализа и реинжиниринга могут применяться CALS-технологии. Информация и документы, циркулирующие в системе качества, могут быть представлены в формате и виде, регламентированном стандартами CALS. Применение новых информационных технологий, в том числе CALS - технологий, в си-стемах качества на всех стадиях жизненного цикла продукции : проектирования, внедре-ния и эксплуатации, способствует непрерывному улучшению качества и позволяет руко-водству предприятия гарантировать, что все технические, административные и человече-ские факторы, влияющие на качество производимой продукции, находятся под контролем, а управление системой качества учитывает запросы и ожидания потребителя и обеспечи-вает предприятию конкурентоспособность. Упрощенно составляющие системы качества можно разбить на 2 составляющие: 1. организационное и нормативно-методическое обеспечение системы качества 2. информационная система сбора, регистрации, хранения и обработки данных о качестве, которая должна стать элементом ИИС. Целью применения CALS-технологий, как инструмента организации и информационной поддержки всех участников создания, производства и пользования продуктом, является повышение эффективности их деятельности за счет ускорения процессов исследования и разработки продукции, придания изделию новых свойств, сокращения издержек в процес-сах производства и эксплуатации продукции, повышения уровня сервиса в процессах ее

Page 8: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

эксплуатации и технического обслуживания. Стратегия CALS объединяет в себя:

применение современных информационных технологий;

реинжиниринг бизнес-процессов;

применение методов "параллельной" разработки;

стандартизацию в области совместного использования данных и электрон-ного обмена данными.

Моделирование, анализ и реинжиниринг бизнес-процессов Мировой опыт свидетельствует, что внедрению на предприятии информационных систем должно предшествовать серьезное функционально-информационное обследование пред-приятия, с целью определения оптимальности процессов, распределения ресурсов между функциями и т.д. Бизнес-модель предприятия может создаваться с помощью различных инструментов. В настоящее время проработаны ряд методологий, позволяющих взяться за создание функ-ционально-информационного описания бизнес-процессов предприятия. Одна из них - ме-тодология IDEF/0 (Руководящий документ Госстандарта РФ "Методология функциональ-ного моделирования IDEF/0"). Метод IDEF/0 предназначен для функционального модели-рования, то есть моделирования выполнения функций объекта, путем создания описатель-ной графической модели, показывающей что, как и кем делается в рамках функциониро-вания предприятия. Функциональная модель представляет собой структурированное изображение функций производственной системы или среды, информации и объектов, связывающих эти функции. Функциональная модель предприятия является основой для проведения анализа суще-ствующих бизнес-процессов. Анализ бизнес-процессов предприятия, фирмы, учреждения (в дальнейшем - организации) часто приводит к выводам о необходимости их перестройки как технологической, так и организационной. Задача такой перестройки состоит в том, чтобы повысить эффективность функционирования организации - увеличить прибыль, снизить издержки, повысить качество продукции, поднять производственный потенциал (возможность выпускать больше продукции или обслуживать большее число клиентов в единицу времени) и т.д. Организационную и технологическую перестройку процессов, со-ставляющих в совокупности деятельность организации, принято называть реинжинирин-гом. Результатом проведения этих работ является разработанная функциональная модель предприятия "как должно быть", описывающая более совершенную технологию выполне-ния процессов, а также база данных о процессах, материальных и информационных пото-ках, ресурсах, доступная для анализа [4]. Кроме анализа и реформирования бизнес-процессов, на основе формализованного описа-ния бизнес-процессов можно решать целый ряд задач, таких как: 1. проектирование информационной инфраструктуры, процедур и регламентов информа-ционного взаимодействия; 2. разработка регламентов и процедур обеспечения качества продукции и создания систем обработки данных о качества; 3. разработка систем документооборота, СТП, должностных инструкций и др.; задачи анализа рисков в плане информационной безопасности;

Page 9: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

Управление данными об изделии Информация об изделии - это набор данных, которые порождаются и используется на всем его ЖЦ и включают в себя информацию о конфигурации и структуре изделия, харак-теристики и свойства, организационную информацию (описание процессов, связанных с изменением данных об изделии, необходимые ресурсы - люди, материалы, т.д.), информа-цию о проведенных контрольных испытаниях, документы, которыми обрастает изделие с момента его проектирования до его продажи и дальнейшего обслуживания, и т.д. Конструкторские данные об изделии - совокупность информационных объектов, порож-даемых в процессе проектирования и разработки изделия, содержащая сведения о составе изделия, о геометрических моделях изделия, его компонентах и их технических характе-ристиках, об их отношениях в структуре изделия, о результатах расчетов и моделирова-ния, о допусках на изготовление деталей и т.д. Технологические данные об изделии - совокупность информационных объектов, порожда-емых на стадии технологической подготовки производства и ассоциированных с инфор-мационными объектами, описывающими изделие и его компоненты. Содержит сведения о способах изготовления и контроля изделия и его компонентов в процессе производства (в том числе входного контроля покупных изделий и материалов). Включает описание маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управ-ляющие программы для станков с ЧПУ, а также данные для проектирования приспособ-лений и специального режущего и мерительного инструмента и т.д. Производственные данные об изделии - совокупность информационных объектов, порож-даемых в процессе производства, ассоциированная с информационными объектами, опи-сывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения о статусе конкретных эк-земпляров изделия и его компонентов в производственном цикле. Данные о качестве изделия - совокупность информационных объектов, порождаемых при выполнении всех видов контроля, ассоциированная с информационными объектами, опи-сывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения о степени соответствия конкретных экземпляров изделия и его компонентов заданным техническим требованиям, техническим условиям, требованиям стандартов и других нормативно-технических доку-ментов. Логистические данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождае-мых в процессе проектирования и разработки, ассоциированная с информационными объ-ектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения, необходимые для интегрированной логистической поддержки изделия на постпроизводственных стади-ях ЖЦИ. Эксплуатационные данные об изделии - совокупность информационных объектов, порож-даемых в процессе проектирования и разработки, содержащая сведения, необходимые для организации обслуживания, ремонта и других действий, обеспечивающих работоспособ-ность изделия. Включает интерактивное электронное техническое руководство по эксплу-атации и ремонту (ИЭТР). Каким образом организовать информацию, чтобы предоставить различным прикладным программам, будь то CAD, CAM, MRP, система подготовки эксплуатационной докумен-тации в электронном виде (ИЭТР), система автоматизации складов или бухгалтерские программы возможность доступа к необходимому для них набору данных? Для решения подобных задач разработан и получил широкое применение международный стандарт ISO 10303 STEP (ГОСТ Р ИСО 10303) - Стандарт о представлении информации об изделии и способам работы с ней. Стандарт STEP регламентирует: логическую структуру базы данных (БД), номенклатуру

Page 10: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

информационных объектов, хранимых в БД, их связи и атрибуты. Типовые информацион-ные объекты, такие как данные о составе изделия, материалах, геометрии изделия, незави-симые от характера описания изделия, называются в стандарте "интегрированными ресур-сами", на основе которых строятся схемы баз данных об изделии для разных предметных областей: автомобилестроения, судостроения, аэрокосмической промышленности и т.д. Готовые схемы баз данных называются в стандарте "протоколами (правилами) примене-ния" и представляют собой типовые решения. Стандарт также предусматривает способы взаимодействия с хранилищем данных - с помощью текстового обменного файла (ISO 10303-21) и через стандартный программный интерфейс (Standard Data Access Interface - SDAI - ISO 10303-22). Немаловажной отличительной особенностью стандарта STEP от аналогичных является его расширяемость. В самом стандарте регламентирована методика разработки на его основе новых моделей данных. Эта методика гарантирует согласованность новых информацион-ных моделей, как с самим стандартом, так и с другими моделями данных построенными на его основе. Что дает возможность, дополняя международную информационную модель необходимыми понятиями адаптировать ее под нужды конкретной отрасли или конкрет-ного предприятия.

Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях Для того, чтобы интеграция данных стала давать ощутимую отдачу, необходимо разрабо-тать продуманную стратегию ее внедрения и четко следовать ей.

Этапы внедрения CALS-технологий на предприятии

Формирование рабочей группы Рабочая группа должна включать как сотрудников производственных отделов предприя-тия (конструкторов, технологов и т.п.), так и специалистов отдела автоматизации (про-граммистов и системных аналитиков). Все сотрудники рабочей группы должны пройти обучение по соответствующим CALS-технологиям и программным продуктам. Для со-хранения преемственности решений необходимо иметь рабочую группу с постоянным со-ставом в течение всего процесса внедрения CALS-технологий. Анализ существующих бизнес-процессов и информационного обеспечения на пред-

приятии Цель анализа – выявить существующее взаимодействие между бизнес-процессами и оце-нить их рациональность и эффективность. Для этой цели с использованием CALS-технологий разрабатываются функциональные модели, содержащие детальное описание выполняющихся процессов в их взаимосвязи. Формат описания регламентирован стандар-том IDEF0. Полученная функциональная модель позволяет решать целый ряд задач, свя-занных с оптимизацией, оценкой величины и распределения затрат, оценкой производи-тельности, загрузки и сбалансированности составных частей, обеспечить применение ABC-метода (Activity Based Costing). Формирование концепции информационной инте-грации и внедрения PDM-системы на предприятии Формирование концепции включает выбор показателей оценки эффективности процессов, формирование целей внедрения CALS-технологий и стратегии их достижения. Основными показателями являются: кон-курентоспособность (или качество) продукции, затраты и длительность процессов разра-ботки и освоения производства изделия. Пример целей внедрения PDM-систем: • Сократить срок разработки и внедрения на производство новых изделий на 50%; • Уменьшить стоимость обработки информации на 40%. Реинжиниринг бизнес-процессов Реинжиниринг бизнес-процессов производственного предприятия должен быть направлен на внедрение следующих организационных методов разработки изделия:

Page 11: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

• Параллельное проектирование; • Единое информационное пространство; • Междисциплинарные группы. Выбор и приобретение PDM-системы и технических средств Системы управления данными об изделии в настоящее время достаточно широко реализо-ваны и представлены на российском рынке. Поэтому перед каждым предприятием будет стоять задача, какую систему выбрать и как ее применять для решения конкретных задач. В любом случае предприятие должно осознавать, что оно приобретает не просто компью-терную программу, но целый пакет услуг, поэтому необходимо учитывать не только каче-ства самой PDM-системы, но и способность ее производителя (или дилера) обеспечить ее сопровождение, модернизацию и адаптацию к потребностям предприятия. Задача выбора и приобретения технических средств (компьютеров и сетевого оборудования) тесно связа-на с задачей выбора PDM-системы. Конкретные программные продукты отличаются набором реализуемых ими функций PDM-системы. Ниже приведен перечень систем, наиболее известных на российском PDM-рынке.

PDM-система Производитель Стоимость рабочего места (при покупке 50

рабочих мест)

iMAN Unigraphics Solutions ~2500$

PartY Plus Лоция-Софт ~400$

PDM STEP

Suite НИЦ CALS "Прикладная ло-

гистика"

~800$

Search Интермех ~250$

T-Flex Docs Топ Системы ~400$

Windchill PTC ~2500$

Разработка стандартов предприятия Разработка комплекса нормативной документации, регламентирующей порядок ввода и изменения информации об изделии в PDM-систему на основе международных, государ-ственных и отраслевых стандартов необходима для организационного обеспечения внед-рения PDM-системы. Интеграция PDM-системы с существующими и внедряемыми систе-мами и ее адаптация к условиям предприятия Для создания на предприятии ЕИП необхо-димо интегрировать PDM-систему с уже существующими компьютерными системами. Кроме того, при внедрении понадобится учесть специфические условия функционирова-ния предприятия. Средствами интеграции и адаптации PDM-системы являются: • Прикладные модули АСУП или САПР, оперирующие данными в PDM системе; • Прикладные модули PDM-системы (расширение функций); • Конверторы PDM-АСУП, PDM-САПР и т.д. Наполнение PDM информацией о ранее разработанных изделиях Для эффективного использования накопленного предприятием производственного опыта требуются значительные затраты на перевод существующей документации о разработан-ных изделиях в стандартное представление и занесение ее в хранилище данных интегри-рованной информационной системы, с использованием средств адаптации. Пилотные проекты по внедрению CALS–технологий в России За последний год появилось ряд предприятий, которые активно занимаются применением CALS-технологий для решения производственных задач повышения эффективности про-изводства, качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции: АВПК "Сухой", АНТК им.Туполева, ОАО «Туламашзавод», Конструкторское бюро приборостроения (г.Тула), корпорация "Компомаш", корпорация "Метран" и др.

Page 12: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

Технология управления данными об изделии PDM-технология Среди CALS-технологий интеграции данных об изделии, ключевой является технология управления данными об изделии ( Product Data Management – PDM ). PDM-технология предназначена для управления всеми данными об изделии и информационными процес-сами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные. Данные об изделии состоят из идентификационных данных (например, данных о составе или конфигурации изделия) и данных или документов, которые используются для описания изделия или процессов его проектирования, производства или эксплуатации (при этом все данные обязательно пред-ставлены в электронном виде). Управление информационными процессами ЖЦ представ-ляет собой поддержку различных процедур, создающих и использующих данные об изде-лии (например, процедуры изменения изделия), т.е. фактически поддержку электронного документооборота, например, конструкторского документооборота. Основной идеей PDM-технологии является повышение эффективности управления информацией за счет повышения доступности данных об изделии, требующихся для информационных процес-сов ЖЦ. Повышение доступности данных об изделии достигается за счет интеграции всех данных об изделии в логически единую модель. Существует много задач, которые можно решить за счет применения PDM-технологии, среди которых можно выделить наиболее распространенные: • Создание ЕИП для всех участников ЖЦ изделия; • Автоматизация управления конфигурацией изделия; • Построение системы качества продукции согласно международным стандартам каче-

ства серии ISO 9000 (здесь PDM-технология играет роль вспомогательного средства); • Создание электронного архива чертежей и прочей технической документации (наибо-

лее простой способ применения PDM-технологии).

PDM-система Для реализации PDM-технологии существуют специализированные программные сред-ства, называемые PDM-системами (т.е. системами управления данными об изделии; дру-гое название – системы управления проектами). PDM-система должна контролировать все связанные с изделием информационные процессы (в первую очередь, проектирование из-делия) и всю информацию об изделии, включая: состав и структуру изделия, геометриче-ские данные, чертежи, планы проектирования и производства, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, корреспонденцию, данные о партиях изделия и отдельных экземплярах изделия и многое другое. При создании ЕИП для всех участников ЖЦ изделия, PDM-система выступает в качестве средства интеграции всего множества используемых прикладных компьютерных систем (САПР, АСУП и т.п.) путем аккумулирования поступающих от них данных в логически единую модель на основе стандартных интерфейсов взаимодействия.

Создание ЕИП на основе PDM-системы

Пользователями PDM-системы выступают все сотрудники всех предприятий-участников ЖЦ изделия: конструкторы, технологи, работники технического архива, а также сотруд-ники, работающие в других предметных областях: сбыт, маркетинг, снабжение, финансы, сервис, эксплуатация и т.п. Главной задачей PDM-системы является предоставление соот-ветствующему сотруднику нужной ему информации в нужное время в удобной форме (в соответствии с правами доступа).

Функции PDM-системы Все функции полноценной PDM-системы можно четко разделить на несколько групп:

Page 13: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

• Управление хранением данных и документов. Все данные и документы в PDM-системе хранятся в специальной подсистеме – хранилище данных, которая обеспечивает их це-лостность, организует доступ к ним в соответствии с правами доступа и позволяет осуществлять поиск данных разными способами. При этом документы, хранящиеся в системе, являются электронными документами, т.е., например, обладают электронной подписью.

• Управление процессами. PDM-система выступает в качестве рабочей среды пользова-телей и отслеживает все их действия, в т.ч. следит за версиями создаваемых ими дан-ных. Кроме того, PDM-система управляет потоком работ (например, в процессе проек-тирования изделия) и занимается протоколированием действий пользователей и изме-нений данных.

• Управление составом изделия. PDM-система содержит информацию о составе изде-лия, его исполнениях и конфигурациях. Важной особенностью является наличие не-скольких представлений состава изделия для различных предметных областей (кон-структорский состав, технологический состав, маркетинговый состав и т.д.), а также управление применяемостью компонентов изделия.

• Классификация. PDM-система позволяет производить распределение изделий и доку-ментов в соответствии с различными классификаторами. Это может быть использова-но при автоматизации поиска изделий с нужными характеристиками с целью их по-вторного использования или для автоматизации присваивания обозначений компонен-тов изделия.

• Календарное планирование. PDM-система содержит функции формирования кален-дарного плана работ, распределения ресурсов по отдельным задачам и контроля вы-полнения задач со стороны руководства.

• Вспомогательные функции, обеспечивающие взаимодействие PDM-системы с другими программными средствами, с пользователями, а также взаимодействие пользователей друг с другом.

Выгоды от использования PDM-системы [начало] Основной выгодой от использования на предприятии PDM-системы является сокращение времени разработки изделия, т.е. сокращение времени выхода изделия на рынок и повы-шение качества изделия. Сокращение времени выхода на рынок достигается в первую очередь за счет повышения эффективности процесса проектирования изделия, которое ха-рактеризуется четыре аспекта: • Избавление конструктора от непроизводительных затрат своего времени, связанных с

поиском, копированием и архивированием данных, что, при работе с бумажными дан-ными, составляет 25-30% его времени;

• Улучшение взаимодействия между конструкторами, технологами и другими участни-ками ЖЦ изделия за счет поддержки методики параллельного проектирования, что приводит к сокращению количества изменений изделия;

• Значительное сокращение срока проведения изменения конструкции изделия или тех-нологии его производства за счет улучшения контроля за потоком работ в проекте;

• Резкое увеличение доли заимствованных или слегка измененных компонентов в изде-лии (до 80%) за счет предоставления возможности поиска компонента с необходимы-ми характеристиками.

Интерактивные электронные технические руководства Понятие Единого Информационного Пространства (ЕИП) является ключевым понятием CALS-технологий. Потребитель является полноправным участником ЖЦ на этапе эксплу-атации изделия и ему необходимо обеспечить доступ в ЕИП. Однако использование для этих целей PDM-системы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы

Page 14: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

только эксплуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к ЕИП он будет использовать не PDM-систему, а интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР) Интерактивное Электронное Техническое Руководство (ИЭТР) - это техническое руководство, предоставляемое заказчику в электронной форме на мобильном носителе (CD), либо при помощи Интернет. ИЭТР предоставляет пользователю следующие воз-можности: 1. Отображение информации в удобном для пользователя виде (техническое руко-

водство, каталог деталей, информация для заказа запчастей и т.д.). 2. Возможность обновления информации об изделии в связи с ремонтом, модифика-

цией, применением особых, новых материалов при обслуживании.

3. Возможность использования встроенных в систему документации поисковых и

диагностических систем. С точки зрения концепции CALS, предусматривающей преемственность в передаче ин-формации на всех стадиях жизненного цикла, ИЭТР - это документ, формируемый в зна-чительной степени автоматически на основе конструкторского описания изделия. Если в подразделении, в котором создается ИЭТР, используется PDM-система, то все исходные материалы - текстовые, графические, звуковые и т.д. - берутся из нее в готовом виде. Ин-формационное наполнение ИЭТР происходит главным образом на стадиях разработки и производства изделия, а применение ИЭТР на стадии эксплуатации и утилизации.

Место ИЭТР в ЖЦ изделия

Можно выделить несколько классов ИЭТР, каждый из которых характеризуется опреде-ленной функциональностью и стоимостью реализации [5]: Класс 1 - Бумажно-ориентированные электронные документы. Отсканированные страни-цы бумажных руководств. Электронный документ - копия бумажного руководства. Пре-имущества: большие объемы бумажной документации заменяет компактный электронный носитель. Недостатки: не добавляет никаких новых функций по сравнению с бумажными руководствами. Класс 2 - Неструктурированные документы. Текстовые электронные документы. Пре-имущества: возможность использования аудио- и видеофрагментов, графических изобра-жений и возможность осуществлять поиск по тексту документа. Недостатки: ограничен-ные возможности обработки информации. Класс 3 - Структурированные документы. Начиная с класса 3, руководства представляют собой документы, имеющие три компонента: структура, оформление и содержание. Кроме того, начиная с класса 3, ИЭТР имеют стандартизированный интерфейс пользователя. Преимущества: существует возможность стандартизировать структуру, оформление и пользовательский интерфейс руководств (например, в соответствии с отраслевыми стан-дартами на эксплуатационную документацию), стандартизированный интерфейс пользо-вателя позволяет облегчить работу с ИЭТР. Недостатки: при создании руководств к слож-ным промышленным изделиям появляются проблемы управления большим объемом ин-формации. Класс 4 - Интерактивные базы данных. Руководства данного класса используют для хра-нения информации СУБД. Преимущества: можно создавать технические руководства большого объема. Недостатки: отсутствие системы диагностики изделия. Класс 5 - Интегрированные базы данных. Дают возможность прямого взаимодействия с электронными модулями диагностики изделий, что существенно облегчает обслуживание и ремонт изделия. Преимущества: возможность проведения диагностики изделия. Недо-статки: очень высокая стоимость создания. Вариант использования конкретного класса ИЭТР, в общем случае, зависит от сложности изделия, от финансовых и технических воз-можностей пользователя.

Page 15: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

Использование ИЭТР дает следующие преимущества по сравнению с традиционными бу-мажными техническими руководствами: • Сокращение на 20 - 25 процентов сроков освоения новых изделий потребителем. • В интегрированном ИЭТР организовать обновление информации гораздо проще, чем в

бумажных руководствах. • В ИЭТР высокого уровня встраивается система диагностики неисправностей.

Концепция, стратегия и технологии CALS Основные проблемы В настоящее время на мировом рынке наукоемких промышленных изделий отчетливо наблюдаются три основные тенденции: • Повышение сложности и ресурсоемкости изделий; • Повышение конкуренции на рынке; • Развитие кооперации между участниками жизненного цикла (ЖЦ) изделия (в т.ч., со-

здание «виртуальных предприятий»). Основной проблемой, стоящей сейчас перед отечественной промышленностью, является повышение конкурентоспособности выпускаемых изделий с учетом перечисленных тен-денций. Добиться повышения конкурентоспособности изделия можно за счет: • Повышения степени удовлетворения требований заказчика; • Сокращения сроков создания изделия; • Сокращения материальных затрат на создание изделия. Основным способом повышения конкурентоспособности изделия является повышение эффективности процессов его ЖЦ, т.е. повышение эффективности управления ресурсами, используемыми при выполнении этих процессов. В настоящее время существует большое количество методик, предназначенных для повышения эффективности управления ресур-сами разного типа: материальными, финансовыми, кадровыми или информационными. Концепция CALS Основой концепции CALS является повышение эффективности процессов ЖЦ изделия за счет повышения эффективности управления информацией об изделии. Задачей CALS яв-ляется преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс путем реструк-туризации (реинжиниринга) входящих в него бизнес-процессов. CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) переводится как «непрерывное развитие и поддержка ЖЦ» и символизирует две основные идеи, реализующие задачу CALS. Первая часть тер-мина «CALS» (Continuous Acquisition) означает постоянное повышение эффективности (развитие) как самого изделия, так и процессов взаимодействия между поставщиком и по-требителем изделия в течение его ЖЦ. Вторая часть термина «CALS» (Life cycle Support) обозначает путь такого развития: внедрение новых организационных методик разработки изделия, например, параллельного проектирования или междисциплинарных рабочих групп. Это приведет к увеличению инвестиций на этапах создания и модернизации изде-лия, но позволит более полно учесть потребности заказчика и условия эксплуатации, что, в свою очередь, приведет к снижению затрат на этапах эксплуатации и обслуживания из-делия и, в конечном итоге, к сокращению затрат на весь ЖЦ изделия. Можно выделить две основные проблемы, стоящие на пути повышения эффективности управления инфор-мацией. Во-первых, с увеличением сложности изделий и применением для их разработки современных компьютерных систем, значительно увеличивается объем данных об изде-лии. При этом прежние методы работы с данными уже не позволяют обеспечивать их точ-ность, целостность и актуальность при сохранении приемлемых временных и материаль-ных затрат. Во-вторых, увеличение количества участников проекта по разработке изделия (особенно в случае виртуального предприятия) приводит к возникновению серьезных

Page 16: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

проблем при обмене информацией между участниками из-за наличия между ними комму-никационных барьеров (например, из-за несовместимости компьютерных систем).

Стратегия CALS Путь реализации концепции CALS содержится в стратегии CALS, предполагающей со-здание единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников ЖЦ изделия (в том числе, эксплуатирующих организаций). ЕИП должно обладать следующими свой-ствами: • Вся информация представлена в электронном виде; • ЕИП охватывает всю информацию, созданную об изделии; • ЕИП является единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными

между участниками ЖЦ исключен); • ЕИП строится только на основе международных, государственных и отраслевых ин-

формационных стандартов; • Для создания ЕИП используются программно-аппаратные средства, уже имеющиеся у

участников ЖЦ; • ЕИП постоянно развивается. Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания ЕИП: · Автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦ изделия и представление данных на них в электронном виде; · Интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже пред-ставленных в электронном виде, в рамках ЕИП. Основными преимуществами ЕИП явля-ются: · Обеспечение целостности данных; · Возможность организации доступа к данным географически удаленных участников ЖЦ изделия; · Отсутствие потерь данных при переходе между этапами ЖЦ изделия; · Изменения данных доступны сразу всем участникам ЖЦ изделия; · Повышение скорости поиска данных и доступа к ним по сравнению с бумажной доку-ментацией; · Возможность использования различных компьютерных систем для работы с данными. ЕИП может быть создано для организационных структур разного уровня: от отдельного подразделения до виртуального предприятия или корпорации. При этом различается и эффект, получаемый от создания ЕИП.

Организационная структура

Повышение эффек-тивности управления процессами

Повышение эффек-тивности управле-ния данными

Повышение эффектив-ности обмена данными внутри структуры

Подразделение пред-приятия

Среднее Высокое Низкое

Отдельное предприя-тие

Высокое Высокое Среднее

Виртуальное пред-приятие (корпорация)

Высокое Высокое Высокое

Эксплуатирующая организация

Среднее Высокое Среднее

CALS-технологии При реализации стратегии CALS должны использоваться три группы методов, называе-мых CALS-технологиями: • Технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов – набор организационных ме-

тодов реструктуризации способа функционирования предприятия с целью повышения

Page 17: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

его эффективности. Эти технологии нужны для того, чтобы корректно перейти от бу-мажного к электронному документообороту и внедрить новые методы разработки из-делия;

• Технологии представления данных об изделии в электронном виде – набор методов для представления в электронном виде данных об изделии, относящихся к отдельным процессам ЖЦ изделия. Эти технологии предназначены для автоматизации отдельных процессов ЖЦ (первый этап создания ЕИП);

• Технологии интеграции данных об изделии – набор методов для интеграции автомати-зированных процессов ЖЦ и относящихся к ним данных, представленным в электрон-ном виде, в рамках ЕИП. Эти технологии относятся ко второму этапу создания ЕИП

При автоматизации отдельных процессов ЖЦ изделия используются существующие при-кладные программные средства (САПР, АСУП и т.п.), однако к ним предъявляется важное требование – наличие стандартного интерфейса к представляемым им данным. При инте-грации всех данных об изделии в рамках ЕИП применяются специализированные про-граммные средства – системы управления данными об изделии (PDM – Product Data Management). Задачей PDM-системы является аккумулирование всей информации об из-делии, создаваемой прикладными системами, в единую логическую модель. Процесс вза-имодействия PDM-системы и прикладных систем строится на основе стандартных интер-фейсов. Стандартные интерфейсы взаимодействия компьютерных систем можно разде-лить на четыре группы: • Функциональные стандарты. Задают организационную процедуру взаимодействия

компьютерных систем; пример: IDEF0; • Стандарты на программную архитектуру. Задают архитектуру программных систем,

необходимую для организации их взаимодействия без участия человека; пример: CORBA;

• Информационные стандарты. Задают модель данных об изделии, используемую всеми участниками ЖЦ; пример:ISO

10303 STEP ; • Коммуникационные стандарты. Задают способ физической передачи данных по ло-

кальным и глобальным сетям; пример: Internet-стандарты. Поскольку потребитель тоже является полноправным участником ЖЦ изделия, необходи-мо обеспечение для него доступа в ЕИП. Однако использование для этих целей PDM-системы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. К тому же, если потребитель эксплуатирует изделия от разных поставщиков, ему придется иметь дело с разными ЕИП и, соответственно, разными PDM-системами. Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы только эксплуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к ЕИП он будет использовать не PDM-систему, а интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР). ИЭТР разрабатывается по-ставщиком, обеспечивает доступ потребителя к эксплуатационной информации об изде-лии в ЕИП и имеет стандартный интерфейс пользователя (например, согласно MIL-M-87268), что позволяет сотрудникам эксплуатирующей организации одновременно обслу-живать изделия от разных поставщиков. CALS-проекты в мире

Проекты по развитию и внедрению стандарта ISO 10303 (STEP) PLCS - Product Life-cycle Support В рамках данного проекта разрабатывается модель данных (на основе стандарта STEP), которая позволяла бы обеспечить информационную поддержку процессов в ходе всего жизненного цикла продукта. Участниками проекта являются: • Airbus Industrie

Page 18: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

• The Boeing Company • The Baan Company • BAE SYSTEMS • The Finnish Defence Forces (FDF) • Lockheed Martin Government Electronic Systems • LSC Group Ltd. • Norwegian Defence & DNV • PTC • Rolls-Royce (PLC) • Saab Aerospace • U.K. Ministry of Defence (MoD) • United States Department of Defense (DoD) POSC/CAESAR Проект по разработке модели данных о нефтегазовом оборудовании для информационной поддержки этапов введение в эксплуатацию, эксплуатации и ремонта оборудования. В рамках данного проекта разработан проект стандарта ISO 15926 OIL&GAS. Особенностью стандарта является то, что он ориентирован не на обмен данными, а на их использование в режиме разделенного доступа. Приведенная в стандарте концептуальная модель данных может быть использована в ка-честве основы для построения разделенных баз данных или DWH (Data Warehouse). Стандарт ISO 15926 OIL & GAZ в настоящее время - последний из четырех информаци-онных CALS - стандартов семейства STEP. Разработка стандарта OIL&GAZ как междуна-родного стандарта началась в 1998 году. Стандарт ISO 15926 использует в качестве ин-формационных объектов обобщенные и интегрированные ресурсы, а так же для описания модели данных язык EXPRESS, которые являются составной частью стандарта ISO 10303 (STEP). Участниками проекта являются: • BNFL • BP Amoco • Conoco • Foster Wheeler Energy • Shell • Det Norske Veritas • FMC Kongsberg Subsea • Intergraph • Norsk Hydro • Oracle • Statoil • ABB • Akzo Nobel STEP - NC Проект по разработке модели данных для передачи геометрической информации для об-работки на станках с ЧПУ. На основе данной модели разработн стандарт ISO 14649 "Data model for Computerized Numerical Controllers". Участниками проекта являются: • CECIMO, the European Committee for Co-operation of the Machine Tool Industries has in

membership the national associations from 14 European countries: Austria, Belgium, Swit-zerland, Czech Republic, Germany, Denmark, Spain, Finland, France, United Kingdom, Ita-ly, The Netherlands, Portugal, and Sweden. It centralises the activities, projects and objec-tives of the machine tool manufacturers.

• CMS S.p.A., which name means manufacturer of special machinery, designs and manufac-tures special and standard CNC machining centers, for the woodworking industry. More than 2000 NC machines are installed world-wide.

Page 19: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

• The Daimler Chrysler group contains the following divisions: Passenger Car, Commercial Vehicle, Aerospace, Service division, and directly managed businesses such as Rail Systems, Microelectronics, and MTU/Diesel Engines.

• Dassault Systems S.A. is a worldwide recognized leader in CAD/CAM/CAE and PDM II market. It provides solutions to enable customers to build their digital enterprise, by defining, simulating, managing and optimizing concurrently product, manufacturing process, plant and product operation.

• The Automation and Drives Group (A&D) of the enterprise Siemens Ltd deals with industri-al automation. Siemens has been involved in the machine tool industry for 30 years and are today one of the main vendors of CNC-technology in Europe.

• AB VOLVO is a company specialised in the transport technology. The product range are cars, trucks, buses, construction equipment and prototypes for this items. This includes the styling of models and components as well as the manufacturing of molds and dies or parts, components in single batch to mass production.

Проекты в области информационной поддержки

этапов эксплуатации и логистической поддержки RENAULT KERAX (Тяжелый грузовик) Подготовка электронной документации, поставляемой с продуктом Министерству оборо-ны. Проект окончен в конце 2000 г. PANDUR (Новое транспортное средство для поддержки мирных операций) Проект по подготовке программно-аппаратного комплекса для поддержки этапа эксплуа-тации и сопровождения, реализующий следующие функции: поиск неисправностей, авто-матическое установление необходимых запасных частей для устранения неисправностей, отображение последовательности действий по устранению неисправностей. UAV (Непилотируемое воздушное транспортное средство) Этот CALS-проект является пробным. Цель проекта - отработать сопровождение военной техники, реализовав все аспекты интегрированнной логистической поддержки.

RECCE 2001 Программа сопровождения 139 легких бронированных транспортных средств с использо-ванием интегрированной информационной модели. Цель проекта - тестирование исполь-зуемых Министерством обороны Бельгии CALS-технологий. Среди которых: электронная документация, управление конфигурацией, анализ управления и стоимости жизненного цикла, оптимизация затрат на логистическую поддержку и ремонт, ремонтопригодность и надежность. BAMS (COBRA) Разработка хранилища данных на основе CALS-стандартов для управления конфигураци-ей BAMS radios . Вторая фаза данного проекта будет завершена к концу 2000 года. Ре-зультат данного этапа - перенос хранилища данных из ALCATEL в Логистический центр Министерства обороны. CALS-проекты в России В данном разделе мы постараемся знакомить Вас с наиболее показательными проектами в области CALS, проводимыми в настоящее время на отечественных предприятиях. Пилотный проект "Внедрение на Воронежском механическом заводе (ВМЗ) СALS-

технологий при производстве изделий ТЭК"

Основная задача проекта - отработка безбумажных технологий организации процессов проектирования и производства на базе электронных документов, практическое использо-вание электронной подписи в документообороте, совершенствование системы качества на

Page 20: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

основе CALS-технологий. Цель проекта - практически отработать создаваемую нормативную базу ("Электронный технический документ и применение цифровой подписи"), а также создать прецедент в организации процессов, построенных на этих принципах, и проверить работоспособность проектов стандартов. Создание интегрированной информационной cреды предприятия

(НПП "Аэросила", г. Ступино)

Целью данного проекта является создание интегрированной информационной среды предприятия. Задачей темы является разработка и адаптация методических и программных средств, обеспечивающих взаимодействие подразделений предприятия в рамках единого инфор-мационного пространства. В процессе выполнения работы разрабатывается модель информационного взаимодей-ствия участников процесса конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) с системой хранения и управления информацией об изделии - PDM STEP Suite. Также будет проведена адаптация системы PDM STEP Suite для обеспечения взаимодей-ствия автоматизированных систем, используемых на предприятии на этапе КТПП в соот-ветствии с разработанной схемой информационного взаимодействия. В настоящее время этот проект от стадии экспериментальных работ перешел в стадию широкового внедрения и масштабирования результатов. Создание системы информационной поддержки жизненного цикла изделия

(ОАО "Туполев") Целью проекта является системное и комплексное применение информационных техноло-гий на основе анализа бизнес-процессов и с учетом международных стандартов по ин-формационной поддержке жизненного цикла авиационной техники, что позволит обеспе-чить возможность интеграции конструкторских бюро и заводов авиационной промышлен-ности в мировой процесс создания авиационной техники. Основные направления работ в рамках данного проекта: • развитие работ в формировании "виртуального предприятия"; • переход от "лоскутной" информации к комплексной; • работы направленные на создание сложных информационных систем, охватывающих

все бизнес-процессы предприятия; • создание корпоративной нормативной базы; • формирование структур управления проектами в информационных технологиях; • внедрение ПЭОИ и параллельного инжиниринга; • увязка процессов проектирования и производства в информационных технологиях; • развитие работ по поддержке послепродажного обслуживания. Выводы: 1. CALS-технологии являются основой информационных технологий для систем менедж-мента качества. 2. Сущность CALS-технологий – создание базы данных для всего жизненного цикла про-дукции и управление этими базами данных . 3. Использование CALS-технологий предполагает создание корпорационной сети ЭВМ. 4. При использовании CALS-технологий необходимо проведение мероприятий по защите коммерческой информации.

Page 21: CALS- · CALS- . . , . . , . . CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support ˘ ˇ CALS

Литература

1. http://www.cals.ru/ 2. Дистанционный консалтинг по внедрению Cals-технологий. http://fmpsmtu.spb.ru/dist/information.html 3. ГНОЦ CALS- технологии. http://www.calscenter.com/introduction/index.htm 4. Рязанское Агентство Инвестиций и корпоративного управления. http://www.raicm.ru. 5. Балтийский завод, Baltiysky zavod CALS-технологии. http://www.bz.ru/info/h306r1.html