В последнее время все большему количеству предприятий предлагается разработать стратегию внедрения CALS-технологий. Термин «CALS-технологии»в течение прошедшего года стал таким модным, что практически каждое предприятие задает вопрос: как программные продукты T-FLEX сочетаются с CALS-технологиями? На что приходится планомерно отвечать, а иногда и доказывать, что внедрение программ T-FLEX не то, что не противоречат CALS-технологиям, но и органично вливаются в данную концепцию. Одним из положений CALS-технологий является «поддержка жизненного цикла»изделия. Жизненный цикл изделия начинается от начала его создания и изготовления, продолжается его эксплуатацией и заканчивается его утилизацией. Программные продукты T-FLEX осуществляют поддержку жизненного цикла изделия на этапе его создания и изготовления. При этом программные продукты T-FLEX обеспечивают «повышение конкурентоспособности за счет сокращения затрат, сокращения сроков вывода новых образцов на рынок, повышения качества продукции за счет сквозной поддержки ее жизненного цикла» (цитата из списка целей, на которые ориентированы CALS-технологии). Именно для этого служат системы автоматизированного проектирования во всем мире. К этому необходимо добавить, что внедрение CALS-технологий в авиационной и оборонной промышленности, в соответствие с государственной программой, идет полным ходом. Данное внедрение можно проводить разными средствами и за разные деньги. Первый путь: можно, не считая денежных ресурсов, закупить много западного программного обеспечения. Второй путь: в полном соответствие с концепцией CALS-технологий приобрести аналогичное российское программное обеспечение, сократив затраты и получив при этом порой даже больший эффект. Именно по второму пути идут предприятия, эффективно расходующие свои деньги, приобретая в качестве системы среднего уровня T-FLEX CAD/CAM и другие программные продукты T-FLEX.
Важным элементом CALS-технологии являются программы PDM - системы ведения проектов и документооборота. Если проследить тенденцию развития САПР, то станет очевидным, что в последнее время все крупнейшие производители программного обеспечения уделяют этим системам серьезное внимание: Windchill (PTC), IMAN (UGS) и т.д. В России также на протяжении многих лет разрабатываются подобные системы, в частности T-FLEX DOCs нашей фирмы. Эти системы вполне логично укладываются в концепцию CALS-технологий, но главное, они решают реальные задачи, возникающие на предприятиях.
Первое: стандарт STEP известен во всем мире и применяется, в основном, для передачи геометрической информации между системами моделирования. Известно, что в рамках этого стандарта существуют протоколы для другой информации, но они, как правило, не задействованы при передаче данных. Например, есть протокол о структуре изделия, однако реально этот протокол в подавляющем большинстве систем моделирования не реализован. Поэтому на практике ввод информации о структуре изделия придется решать каким-либо иным способом, как правило, вручную.
Второе: ни одна из широко распространенных в мире систем PDM, не использует STEP для хранения информации об изделии, а использует для этих целей специально разработанные средства. Естественно общие принципы, как правило, аналогичны, однако часто реальные требования рынка и предприятий выходят за рамки этого стандарта. Никто не делает из этого никакой проблемы, поскольку достигаются все основные цели. И никто не обвиняет эти системы в том, что они не соответствуют идеологии CALS-технологий.
Третье: Все указанные системы, хранят спроектированное изделие в родном формате системы моделирования. Если Вы проектируете изделие в Unigraphics, то хранится Unigraphics, если проектируете в T-FLEX CAD, то хранится документ T-FLEX CAD и т.д. Только так вы сможете при необходимости изменить модель или провести какие-либо другие операции. Если же заставлять все системы переводить свой формат в формат STEP, как рекомендуется (при всех его преимуществах перед другими форматами передачи данных), то реальная работа с моделями будет существенно ограничена, так как все исходные данные, формирующие модель, будут утрачены. Поэтому никто этого и не делает. Кроме того, нет никакой гарантии, что функции экспорта/импорта отработают корректно. С другой стороны, при необходимости обмена данными между различными системами, например, передаче информации из T-FLEX CAD в SolidWorks, или из SolidWorks в Unigraphics, лучше это делать через формат ядра Parasolid. При этом геометрия гарантированно передастся со 100% результатом.
Четвертое: все системы управления проектами должны обеспечивать защиту информации от несанкционированного копирования и изменения, и для этого во всех системах существуют хорошо развитые специализированные средства разграничения прав доступа для пользователей и несколько уровней защиты информации. Кроме того, необходимо обеспечить высокую степень интеграции системы документооборота и системы моделирования, такую как, например, между T-FLEX CAD и T-FLEX DOCs. Эти задачи не могут быть решены в рамках жестких стандартов.
И, наконец, по поводу базовых механизмов хранения данных. Американская СУБД Oracle, которая фактически рекомендуется как стандарт, является не единственным решением поддержки SQL-технологии, лежащей в основе системы документооборота, и уж точно не самым дешевым. В этой связи опять-таки весьма спорным выглядит маркетинг одной из зарубежных СУБД со стороны государственной организации, устанавливающей стандарты.
Современные предприятия, производящие сложную наукоемкую продукцию, ищут новые методы и подходы к упрочению своего рыночного положения и повышению конкурентоспособности.
Информационные технологии являются одним из инструментов решения этой задачи, обеспечивающим ускорение процессов проектирования и производства продукции за счет их автоматизации и информационной интеграции.
Ускорение процессов ведет к сокращению длительности сроков разработки и вывода продукции на рынок, что является необходимым условием успешной работы предприятия в рыночной среде.
Одним из первых в России вопрос о необходимости создания комплексных систем поддержки жизненного цикла изделий поставил и развил в своих работах Ю.М. Соломенцев, ввел само понятие жизненного цикла и исследовал влияния его этапов на качество изделия.
Методическую основу совершенствования деятельности предприятия составляет анализ жизненного цикла (ЖЦ) продукции, выявление процессов, входящих в состав ЖЦ, и реализация парадигмы компьютерно-интегрированных производств (КИП) на основе CALS-технологий.
Современной концепцией, реализующей такой подход, является концепция компьютерно-интегрированного производства, в основе которой лежит использование открытых архитектур, совместных хранилищ данных, апробированных программно-технических средств и международных стандартов. CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support) - принятая в большинстве промышленно развитых стран концепция информационной поддержки ЖЦ продукции, основанная на использовании единого информационного пространства (интегрированной информационной среды), обеспечивающая единообразные способы информационного взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Эта концепция воплотилась в новый класс информационных технологий (CALS-технологий), поддерживаемых международными стандартами.
Концепция и стандарты CALS определяют набор правил и регламентов, в соответствии, с которыми организуется информационное взаимодействие субъектов в процессах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации, сервиса и т.д. Применение CALS, как концепции организации и информационной поддержки бизнес-деятельности, повышает эффективность процессов разработки, производства, послепродажного сервиса, эксплуатации изделий за счет:
а) ускорения процессов разработки продукции и подготовки производства;
б) сокращения издержек в процессах производства и эксплуатации продукции;
в) придания изделию новых свойств и повышения уровня сервиса в процессах его эксплуатации и технического обслуживания;
г) исключения дублирования информации и резкого сокращения количества ошибок в данных об изделии и производственных процессах.
В настоящее время появилось большое количество литературы, в которой упоминаются CALS-технологии. Однако, большинство авторов расширенно трактуют это понятие, включая в рассмотрение вопросы проектирования, автоматизации этапов жизненного цикла. Отличие настоящей книги в том, что авторы старались строго ограничиваться проблемами интеграции и управления данными для всех этапов жизненного цикла. Книга написана на основе личного опыта авторов, полученного при разработке и внедрении информационных систем, а также преподавательской деятельности в МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГТУ "СТАНКИН", МИФИ и ГМЦ CALS-технологий. Настоящая книга будет полезна системным аналитикам, инженерам, студентам и аспирантам, занимающимся проблемами информационной интеграции современных предприятий.
Авторы выражают благодарность всем сотрудникам ГМЦ CALS-технологий, в особенности А.О. Жиркову, Ю.Г. Когану, О.В. Расюку, А.С. Солдатову, в соавторстве с которыми написаны отдельные разделы книги и Е.Р. Мелиховой, оказавшей неоценимую помощь при редактировании рукописи, а также разработчикам систем iMAN, PartY PLUS, PDM STEP Suite, Windchill, предоставившим ценные материалы, Е.В. Гаврову и сотрудникам Раменского приборостроительного завода, которые мужественно вынесли внедрение ИПИ-технологий на их предприятии.
ВВЕДЕНИЕ:
Современные предприятия функционируют в условиях неопределенности и динамичности окружающей социально-экономической среды, а также высокой сложности продукции. Внедрение новых информационных и коммуникационных технологий приводит к необходимости поиска или формирования методов и структур, позволяющих перестроить процесс работы. Становление "электронно прозрачного" мирового рынка (в котором можно получить практически мгновенный доступ к информации о любых товарах) вызывает резкий рост конкуренции между производителями. Как правило, товары, интересующие клиента, уже перестали быть локальными продуктами и производятся по всему миру. Производитель не имеет права уступать своим конкурентам.
При этом кардинально меняются роль и образ клиента. Безликого "массового потребителя" сменяет индивидуальный заказчик, который берет в свои руки контроль над рынком. По сравнению с 70-80-ми годами он намного лучше осведомлен о состоянии дел на рынке и о возможностях выбора продукции. Поэтому требования к качеству товаров постоянно растут, их жизненный цикл становится короче, номенклатура - шире, объем выпуска по отдельным позициям номенклатуры - меньше. Субъективное понятие качества продукции субъективным и формируется в процессах взаимодействия производителя и потребителя и определяется степенью соответствия характеристик товара набору требований потребителя.
Все это наглядно свидетельствует о том, что произошли глобальные, необратимые изменения в организации предприятий. Именно способность фирмы быстрее и легче адаптироваться к изменению конъюнктуры рынка становится главным козырем в конкурентной борьбе. Отныне предприятия ради выживания в непрерывно изменяющихся условиях существования вынуждены постоянно пересматривать свою структуру и организацию работ.
Обычные представления о хорошем предприятии (фирме) как о монолитной, устойчивой и централизованно управляемой организации уступают место идеям о самореорганизации как форме адаптации к быстро меняющимся требованиям рынка, разворачивающейся на основе реинжиниринга деловых процессов (business process reengineering) и тотального управления качеством (total quality management).
Рассмотрим основные принципы, характеризующие базовые организационные структуры предприятий нового типа как сложных, неоднородных, динамических систем. На наш взгляд, наиболее важными являются:
открытость и автономность;
гибкость и адаптивность;
преобладание распределенных, сетевых структур, приоритет горизонтальных связей и ресурсосберегающих технологий.
Автоматизированное проектирование (и перепроектирование) предприятий может быть организовано вокруг жизненных циклов продуктов на основе производственных информационных технологий (развитие парадигмы компьютерно-интегрированных производств), а также деловых процессов в русле концепций реинжиниринга.
Современные фирмы, производящие сложную наукоемкую продукцию, ищут новые методы и подходы к упрочению своего рыночного положения и повышению конкурентоспособности. Информационные технологии обеспечивают ускорение процессов проектирования и производства продукции за счет автоматизации и информационной интеграции. Это ведет к сокращению длительности сроков разработки и вывода продукции на рынок.
В настоящее время для промышленности России актуальна разработка на основе информационных технологий методов повышения эффективности деятельности промышленных предприятий, производящих сложную наукоемкую продукцию. Именно на основе информационных технологий решается проблема представления конструкторской и эксплуатационной документации на изделия в электронном виде, что является непременным условием выхода товаров на внешние рынки.
В первой главе дается общее представление о возникновении информационных технологий поддержки жизненного цикла изделий.
В следующих главах подробно рассматривается методы представления технической информации, которая используется на этапах проектирования, производства и использования изделий.
Вторая глава посвящена описанию основного стандарта представления интегрированной модели изделия ISO 10303 (STEP), который в настоящее время является общепринятым.
Третья, четвертая и пятая главы посвящены различным способам применения информационных технологий для повышения эффективности производства: автоматизации технического документооборота и процесса технической подготовки производства, логистической поддержки эксплуатации изделий и управления качеством на основе ISO 9000/2000.
Последняя глава предлагает методику внедрения информационных технологий на промышленном предприятии, в которой использован анализ ряда известных российских проектов и практический опыт авторов.
СОДЕРЖАНИЕ:
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНТЕГРАЦИИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ
1.1. Основные понятия
1.2. Автоматизация процессов жизненного цикла изделий
1.3 CALS - Информационная поддержка жизненного цикла изделий
1.4. Электронный документ и электронный документооборот
1.5. Управление данными об изделии
1.6. ИПИ-технологии в информационной поддержке систем управления (менеджмента) качеством
1.7. Интегрированная логистическая поддержка
1.8. Нормативная база ИПИ-технологии
ГЛАВА 2. СТАНДАРТ STEP
2.1. История создания стандарта STEP
2.2. Основные принципы стандарта STEP
2.3. Язык описания данных EXPRESS (ISO 10303-11)
2.4. Информационная модель изделия в AP 203 107
2.5. Методы реализации STEP
2.6. Применение STEP
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИИ
3.1. PDM-система
3.2. Функциональность PDM-систем
3.3. PDM-система как средство интеграции данных об изделии на предприятии
3.4. Выгоды от использования PDM-систем
3.5. Пример документооборота на предприятии с использованием PDM-системы
3.6. Краткая характеристика системы PartY PLUS
3.7. Краткая характеристика системы Windchill
ГЛАВА 4. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЛОГИСТИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА
4.1. Что такое Интегрированная логистическая поддержка?
4.2. Нормативная база ИЛП
4.3. Жизненный цикл ИЛП
4.4. Структура Интегрированной логистической поддержки
4.5. Комплексная система материально-технического обеспечения изделия
4.6. Обмен электронными документами
4.7. Осуществление Интегрированной логистической поддержки
4.8.Перспективы развития и распространения ИЛП
ГЛАВА 5. ИНТЕРАКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РУКОВОДСТВА
5.1. Определение ИЭТР
5.2. Язык представления документов SGML
5.3. Общие требования к ИЭТР
5.5. Основные функции ИЭТР
5.6. Классификация ИЭТР
5.7. Средства разработки ИЭТР
5.8. Технология разработки и использования ИЭТР
ГЛАВА 6. ВНЕДРЕНИЕ ИПИ ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
6.1. Методика создания ЕИП (внедрение ИПИ - технологий на предприятии)
6.2. Формирование "группы внедрения"
6.3. Реализация пилотного проекта внедрения ИПИ - технологий
