Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
Инженерно-экономический факультет

Кафедра технологии самолетостроения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА


по дисциплине «Информационная поддержка изделий»
Вариант № 0

Студент группы 2 ТС а – 1                                                        И.Г.Ерохина
Преподаватель                                                                           А.В.Вялов
2007


Задание № 1.
Возникновение концепции
CALS и ее развитие.
Ответ:
Последнее десятилетие XX и начало XXI века характеризуются широ­кой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от тра­диционных интеллектуальных задач научного характера до автоматиза­ции производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности.

Этой всеобщей тенденции способствовали такие факторы, как по­явление и массовое применение персональных компьютеров, а также средств телекоммуникаций и вычислительных сетей, в т. ч. «всемир­ной паутины» - интернета. Эти факторы сделали актуальной пробле­му развития и эффективного использования информационных ресур­сов: локальных, общенациональных и даже глобальных.

Уже в 80-е гг. было осознано, что информационные ресурсы любой страны по стоимости соизмеримы и, быть может, превосходят сто­имость природных, в т. ч. энергетических ресурсов. Стало ясно, что устоять в конкурентной борьбе смогут только те предприятия, кото­рые будут применять в своей деятельности современные информаци­онные технологии (ИТ). Именно ИТ, наряду с прогрессивными техно­логиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции одновре­менно со значительным сокращением сроков постановки на производ­ство и выпуска новых, более совершенных изделий, отвечающих запро­сам и ожиданиям потребителей.

Однако в тот же период было осознано, что частичная, фрагмен­тарная компьютеризация отдельных видов производственной деятель­ности, будучи делом дорогостоящим, не оправдывает возлагаемых на нее надежд. Это связано с тем, что первые реализации ИТ представ­ляли собой попытки внедрения качественно новых средств в тради­ционную технологическую среду. Эти попытки либо полностью от­торгались, либо адаптировались к этой среде таким образом, что эффект от их использования был невелик. Примерами таких попыток могут слу­жить:

ü     многочисленные АСУ, роль которых сводилась к автоматизации про­стейших учетных и отчетных функций;

ü     конструкторские САПР (Computer Aided Design, CAD), заменяв­шие чертежную доску и кульман экраном дисплея;

ü     технологические САПР (Computer Aided Manufacturing, CAM), об­легчавшие подготовку технологической документации и управля­ющих программ для станков с ЧПУ;

ü     автоматизированные системы инженерных расчетов (Computer Aided Engineering, CAE).

Все эти средства создавались на различных вычислительных плат­формах, в различных языковых средах и, как правило, были несовме­стимы между собой, что предопределяло их автономное использова­ние с необходимостью многократной перекодировки подчас одной и той же информации для ввода ее в ту или иную систему. Помимо резкого возрастания объемов рутинного труда, это приводило к мно­гочисленным ошибкам и, как следствие, к снижению эффективности систем.

Вместе с тем, опыт, накапливавшийся в процессе создания и раз­работки автономных систем, оказался полезным: он позволил осоз­нать необходимость интеграции систем, реализующих различные ИТ, в единый комплекс, который в отечественной технической литерату­ре получил название ИАСУ - интегрированная автоматизированная система управления, а в англоязычной литературе - CIM (Computer Integrated Manufacturing).

Первоначально появление и внедрение ИАСУ (CIM) однозначно связывалось с высокоавтоматизированными производственными комплексами типа гибких автоматизированных производств и даже пол­ностью автоматизированных предприятий. Однако дальнейшее раз­витие показало целесообразность внедрения ИАСУ на предприятиях с умеренным уровнем автоматизации технологических процессов.

Существенным оказалось создание в рамках предприятия единого информационного пространства (ЕИП), или интегрированной инфор­мационной среды (ИИС), охватывающего все этапы жизненного цик­ла (ЖЦ) выпускаемой этим предприятием продукции.

Именно идея ИИС и информационной интеграции стадий ЖЦ стала базовой при выработке подхода, получившего в США название CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная инфор­мационная поддержка поставок и жизненного цикла). Инициатором этого подхода и доведения его до уровня международных стандартов стало военное министерство США (в связи с необходимостью повыше­ния эффективности управления и сокращения затрат на информацион­ное взаимодействие между государственными учреждениями и коммер­ческими предприятиями при поставках вооружений и военной техники).

В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области ИТ и оформилась в виде серии международных стандартов ISO, государственных стандартов США и нормативных документов воен­ного министерства США.

Следом за США идеологию CALS приняли все наиболее развитые страны: Великобритания, Германия, Швеция, Норвегия, Канада, Япо­ния, Австралия и др. Специальная организация по CALS создана в НАТО.

Доказав свою эффективность, концепция и идеология CALS пере­стали быть прерогативой военных ведомств и начали активно приме­няться в промышленности, строительстве, на транспорте и в других отраслях экономики.

В последние годы методы и идеи CALS и основанные на них ИТ (CALS-технологии) находят применение и в России, в первую оче­редь на предприятиях оборонного комплекса, поставляющих свою продукцию на внешний рынок. Русскоязычное название этой кон­цепции и стратегии — ИПИ, или информационная поддержка жизнен­ного цикла изделий.

В направлении развития идеологии ИПИ в России известны рабо­ты академика А.Г. Братухина, на протяжении последних лет консо­лидирующего целый ряд направлений ИТ в качестве председателя Авиационного промышленного совета по CALS. Под его общей и научной редакцией объединены результаты работ специалистов авиа­строения в области научного и практического компьютерного обеспе­чения процессов ЖЦ сложных машинотехнических систем. Известны работы Л.Б. Миротина и А.Г. Некрасова в области логистики процес­сов в гражданской авиации. Ряд организаций, в числе которых и НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», уже предлагают программ­ные решения в данной области. CALS-технологии становятся мощным средством, обобщающим внедрение процессов информационной под­держки ЖЦ самых сложных и наукоемких изделий.

Настоящая работа имеет своей целью дать упорядоченную инфор­мацию об идеологии современных процессов ИПИ и последних дос­тижениях в этой области.

Обобщая сведения, почерпнутые из различных источников, можно предложить следующее определение CALS.

 CALS — концепция, объединяющая принципы и технологии инфор­мационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стади­ях, основанная на использовании интегрированной информационной среды (единого информационного пространства), обеспечивающая еди­нообразные способы управления процессами и взаимодействия всех уча­стников этого цикла (заказчиков продукции [включая государственные учреждения и ведомства], поставщиков [производителей] продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала), реализованная в соот­ветствии с требованиями системы международных стандартов, рег­ламентирующих правила указанного взаимодействия преимуществен­но посредством электронного обмена данными.

За время своего существования и применения расшифровка аббреви­атуры «CALS» претерпела ряд изменений. В момент возникновения идеи и в первоначальный период становления она расшифровывалась как Computer aided Logistic Support - компьютерная поддержка поста­вок и логистики. Акцент здесь делался на применении компьютеров для управления процессами поставок, транспортировки и эксплуатации (в аспекте обеспечения запчастями, расходными материалами и т. д.) про­дукции.

С течением времени, когда применение компьютеров перестало быть экзотикой, понятие трансформировалось и приобрело следующий вид: Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная инфор­мационная поддержка поставок и жизненного цикла. Здесь акцент смещен, во-первых, в сторону непрерывности взаимодействия заказ­чика и поставщика в ходе процессов поставки продукции, во-вторых, в сторону охвата всего ее ЖЦ. По умолчанию предполагается, что речь идет о сложной наукоемкой продукции, которая требует созда­ния, преобразования и передачи между различными участниками ЖЦ больших объемов технической информации.

В последнее время появилась еще одна трактовка понятия «CALS»: Commerce At Light Speed - высокоскоростная коммерция (быстрая ком­мерция). Эта трактовка связана с постоянно расширяющейся сферой применения электронного бизнеса (e-business) или электронной ком­мерции (e-commerce), суть которых в том, что коммерческие сделки заключаются посредством глобальной сети интернет. В ходе этих сде­лок стороны обмениваются данными (подчас весьма значительного объема) в электронном безбумажном виде, при необходимости скреп­ляя эти данные электронными цифровыми подписями (ЭЦП), имею­щими такой же юридический статус, как и собственноручная подпись. Электронный обмен данными происходит, естественно, с высокой ско­ростью, невозможной при традиционных способах общения партнеров.

Одним из видов электронного бизнеса стали виртуальные предприя­тия (ВП) - новая организационная форма выполнения масштабных нау­коемких проектов, связанных с разработкой, производством и эксплуа­тацией сложной продукции. ВП создается посредством объединения на контрактной основе предприятий и организаций, участвующих в ЖЦ продукции и связанных общими бизнес-процессами. Информационное взаимодействие участников ВП осуществляется на основе общих храни­лищ данных через общую корпоративную или глобальную компьютер­ную сеть. Срок жизни ВП определяется длительностью проекта или ЖЦ продукции.

Для ВП проблема информационного взаимодействия и применения CALS-технологий особенно актуальна, поскольку они включают в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков, гео­графически удаленных друг от друга, использующих разнородные ком­пьютерные платформы и программные решения.

Стандартизация форматов и технологий представления данных по­зволяет оперативно передавать функции одного участника ВП друго­му, который может воспользоваться результатами уже проделанной работы. Такая возможность особенно важна при создании изделий, имеющих длительный ЖЦ, когда необходима преемственность ин­формационной поддержки продукции, независимо от рыночной или политической ситуации.

Применение CALS-технологий позволяет эффективно, в едином ключе решать проблемы обеспечения качества выпускаемой продук­ции, поскольку электронное описание процессов разработки, произ­водства, монтажа и т. д. полностью соответствует требованиям меж­дународных стандартов ИСО серии 9000, реализация которых гарантирует выпуск высококачественной продукции.

Концептуальная модель CALS

Как уже отмечалось, концепция и идеология CALS зародились в не­драх военно-промышленного комплекса США и затем были приняты большинством ведущих стран Запада. В частности, эта концепция была полностью принята НАТО, что нашло свое отражение в выпу­щенных этой организацией документах, где основные положения CALS изложены достаточно полно и последовательно.

На рис. 1-1 приведена схема, отражающая сущность CALS. Эта схема заимствована из зарубежных документов [5], доработана в соответ­ствии с представлениями, сформированными в ходе исследовательс­кой деятельности НИЦ «Прикладная логистика», и представляет собой концептуальную модель рассматриваемой в настоящем пособии про­блемы.

В ходе этой деятельности была предложена русскоязычная аббревиатура «ИПИ». Представляется, что ИПИ есть адекватный рус­скоязычный аналог понятия CALS, в связи с чем в дальнейшем эта аббревиатура используется вместо CALS, кроме тех случаев, когда описываются зарубежные стандарты и зарубежный опыт.

Согласно этой схеме, основу, ядро ИПИ составляет ИИС или ЕИП. В принципе, оба термина равнозначны, однако в терминологическом словаре, утвержденном Госстандартом России, в качестве основного принят первый термин. На практике термин «ИИС» используют при­менительно к конкретному предприятию, а «ЕИП» - применительно к виртуальному предприятию (консорциуму).

Упомянутый словарь определяет ИИС как «совокупность распре­деленных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производ­ственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающую корректность, актуальность, сохранность и доступность данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятельности, участвую­щим в осуществлении ЖЦ изделия, кому это необходимо и разреше­но. Все сведения (данные) в ИИС хранятся в виде информационных объектов». В ИИС действует единая система правил представления, хранения информации и обмена ею.

В ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализует­ся главный принцип ИПИ: информация, однажды возникшая на ка­ком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет избе­жать дублирования, перекодировки и несанкционированных измене­ний данных, а также связанных с этими процедурами ошибок, и со­кратить затраты труда, времени и финансов.

Основное содержание ИПИ, принципиально отличающее эту кон­цепцию от других, составляют инвариантные понятия, которые реа­лизуются (полностью или частично) в течение ЖЦ изделия.

Эти инвариантные понятия условно делятся на две группы:

основные ИПИ-принципы;

базовые ИПИ-технологии.

К числу первых относятся:

ü     анализ и реинжиниринг бизнес-процессов (Business-processes analysis and reengineering);

ü     безбумажный обмен данными (Paperless data interchange) с использо­ванием электронной цифровой подписи;

ü     параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);

ü     системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ из­делия - интегрированная логистическая поддержка, ИЛП (Integra­ted Logistic Support).

К числу вторых относятся:

ü     управление проектом (Project Management);

ü     управление данными об изделии (Product Data Management);

ü     управление конфигурацией изделия (Configuration Management);

ü     управление ИИС, в т. ч. информационными потоками (Information Management);

ü     управление качеством (Quality Management);

ü     управление потоками работ (Workflow Management);

ü     управление изменениями производственных и организационных структур (Change Management).

ИПИ-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специ­альностей. Нормативную базу разработок составляют международ­ные и национальные стандарты, регламентирующие различные ас­пекты ИПИ-технологий. В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦ к другому при помо­щи программных средств, объединенных на схеме в блок «Инстру­ментарий». К числу таких средств относятся:

ü     автоматизированные системы конструкторского и технологичес­кого проектирования (CAE/CAD/CAM);

ü     программные средства управления данными об изделии (PDM);

ü     автоматизированные системы планирования и управления произ­водством и предприятием (MRP/ERP);

ü     программно-методические средства анализа логистический поддер­жки и ведения баз данных по результатам такого анализа (LSA/ LSAR);

ü     программные средства управления потоками работ (WFM);

ü     методология и программные средства моделирования и анализа бизнес-процессов (SADT).

Далее некоторые инвариантные понятия, инструментальные сред­ства и другие компоненты концептуальной модели описаны более подробно.
Задание № 2.
Модель процесса функционального моделирования.
Ответ:




Литература:
1.     Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия. / В.В. Бакаев, Е.В. Судов, В.А. Гомозов и др. / под ред. В.В.Бакаева. – М.: Машиностроение, 2005. – 624 с.

 

2.     Е.В.Судов «Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели». – М.: ООО Издательский дом «МВМ», 2003. – 264 с.