что такое cals ипи технологии
CALS-технологии
CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) — современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия. За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий) — русскоязычный аналог понятия CALS.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.
Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределён во времени и пространстве между многими организационно-автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологий следует отметить лёгкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.
Построение открытых распределённых автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современных CALS-технологий. Главная проблема их построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки её представления должны быть стандартизированными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделённых во времени и пространстве и использующих разные CAD/CAM/CAE-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация — адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем.
Для обеспечения информационной интеграции CALS использует стандарты IGES и STEP в качестве форматов данных. В CALS входят также стандарты электронного обмена данными, электронной технической документации и руководства для усовершенствования процессов. В последние годы работа по созданию национальных CALS-стандартов проводится в России под эгидой ФСТЭК РФ. С этой целью создан Технический Комитет ТК431 «CALS-технологии», силами которого разработан ряд стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303, являющихся аутентичными переводами соответствующих международных стандартов (STEP).
В ряде источников данную аббревиатуру представляют, как Computer Aided Acquisition and Logistic Support. В 1985 году Министерство обороны США объявило планы создания глобальной автоматизированной системы электронного описания всех этапов проектирования, производства и эксплуатации продуктов военного назначения. За прошедшие годы CALS-технология получила широкое развитие в оборонной промышленности и военно-технической инфраструктуре Министерства обороны США. По имеющимся данным это позволило ускорить выполнение НИОКР на 30—40%, уменьшить затраты на закупку военной продукции на 30%, сократить сроки закупки ЗИП на 22%, а также в 9 раз сократить время на корректировку проектов.
CALS в широком смысле
Что такое cals ипи технологии
Continuous Acquisition and Lifecycle Support (CALS) — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделия. Совокупность принципов и технологий информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) продукции на всех стадиях её существования. В русскоязычный среде термин CALS обычно заменяют на ИПИ (Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий). В последнее время за рубежом наряду с CALS используется также термин PLM (Product Lifecycle Management).
Содержание
Главная цель, которая преследуется предприятием при внедрении CALS — это минимизация затрат в ходе всего жизненного цикла изделия, повышение его качества и конкурентоспособности. А также повышение эффективности и конкурентоспособности самих промышленных предприятий. Достигается этот результат за счет существенного сокращения сроков освоения производства новых изделий, улучшения качества этих изделий и технической документации, представляемой в электронном виде, обеспечение высокого уровня сервиса и логистической поддержки на постпроизводственных стадиях жизненного цикла изделия или продукта. CALS-технологии являются мощным орудием, которое применяется на высокотехнологичных предприятиях для повышения эффективности работ, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта. Повышение эффективности достигается благодаря интегрированности и преемственности информации. А также благодаря тому, что характеристики многих деталей создававшихся ранее изделий, описания систем, процессов, станков и оборудования, задействованных при его изготовлении, хранятся в унифицированном электронном виде и доступны любому пользователю независимо от его местонахождения.
CALS-технологии базируются на наборе интегрированных информационных моделях изделия и его производственной и эксплуатационной среды. Более того, благодаря применению компьютерных сетей и стандартных форматов данных, CALS-технологии позволяют совместно использовать информацию и корректно её интерпретировать. CALS-технологии базируются на возможности совместного использования и обмена информацией во время процессов, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта.
На базе CALS-технологий создаются виртуальные производства, в которых процесс создания спецификаций с информацией для станков с ЧПУ, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими независимыми пользователями и проектными студиями. Главными достижениями CALS-технологий являтся лёгкость распространения передовых проектных решений и возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках.
Преимущества
Технологии, стандарты и программно-технические средства CALS позволяют быстро и дёшево обмениваться электронными данными и безбумажными электронными документами, а это даёт следующие преимущества:
Эти преимущества приводят к тому, что внедрение CALS-технологий способствует существенной экономии рабочего времени и других производственных ресурсов, требуемых для разработки того или иного изделия.
Компоненты
Основными составляющими CALS-технологий являются:
Структура
Для полноценной работы CALS-технологий требуется широкая программная поддержка. Все программные продукты, применяемые для фунционирования CALS, можно разделить на две большие группы:
К первой группе относятся программные продукты, традиционно применяемые на предприятиях различных отраслей промышленности и предназначенные для автоматизации различных информационных и производственных процессов и процедур. К этой группе принадлежат следующие программные средства и системы:
Ко второй группе принадлежат программы:
Внедрение
На мировом рынке уже сегодня, а скоро и в России продукция, не снабженная электронной документацией и не обладающая средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий жизненного цикла, будет полностью вытеснена. К любому высокотехнологичному изделию предъявляется ряд жёстких требований, удовлетворение которых невозможно без внедрения CALS-технологий. Среди этих требований можно выделить:
Cals-технологии, внедрение case-технологий в производство
Технические науки
Похожие материалы
CALS-технологии
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 [1].
За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. [4].
CALS- технологии и стандарты
Совместно используемую информацию условно можно разделить на следующие виды:
Базовыми международными стандартами являются:
Внедрение CASE- технологий в производство
Рисунок 1. Основные этапы внедрения CALS-технологий на предприятии
На основе проведенного анализа формируется концепция интеграции в информационное пространство посредством внедрения CALS-технологий на предприятии. Формирование концепции включает выбор показателей оценки эффективности процессов, формирование целей внедрения CALS-технологий и стратеги их достижения. Основными показателями являются конкурентоспособность (или качество) продукции, затраты и длительность процессов разработки и освоения производства изделия.
Целостность данных поддерживается в процессе управления конфигурацией проекта, а также тем, что нельзя одновременно изменять один и тот же объект разным разработчикам, каждый из них должен работать со своей рабочей версией. Другими словами, необходимо обеспечение синхронизации изменения данных, разделяемых многими пользователями.
Следующими важными функциями PDM являются управление документами и документооборотом. Проектная документация характеризуется разноплановостью и большими объемами. В процессе проектирования используют чертежи, конструкторские спецификации, пояснительные записки, ведомости применяемости изделий, различного рода отчеты. Кроме того, в интегрированных автоматизированных системах проектирования и управления в документооборот входит большое число документов, связанных с процедурами маркетинга снабжения, планирования, администрирования и т. п. Важно обеспечить автоматический учет влияния и распространения вносимых в проект изменений на другие части проектной документации.
Внедрение CALS- технологий в России
В России внедрение CALS-технологий находится на начальном этапе и происходит без комплексной проработки вопроса в масштабах страны. Отдельные элементы CALS-технологий успешно внедрены на ВАЗе, АВПК «Сухой», МАПО «МиГ», ММПП «Салют» и других предприятиях и комплексах. Однако работы по внедрению CALS-технологий проводятся бессистемно, разрозненно, а зачастую и с применением «местнической» (локальной) политики.
Для глобального внедрения CALS-технологий в России следует:
Заключение
Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределён во времени и пространстве между многими организационно-автономными проектными студиями [3].
Список литературы
Завершение формирования электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»
Создание электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»
Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.
Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.
Calls-технологии, особенности, применение и эффективность
Технические науки
Похожие материалы
Введение
Последнее десятилетие ХХ века характеризуется широкой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от решения традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности. Этой всеобщей тенденции способствовало появление и массовое применение персональных компьютеров, а также средств телекоммуникаций и вычислительных сетей, в том числе «всемирной паутины» – сети Интернет. Эти факторы сделали актуальной проблему развития и эффективного использования информационных ресурсов – как локальных, так и общенациональных и даже глобальных.
Уже в 80-е годы было осознано, что информационные ресурсы любой страны по стоимости соизмеримы и, быть может, превосходят стоимость природных, в том числе энергетических ресурсов. Стало ясно, что устоять в конкурентной борьбе смогут только те предприятия, которые будут применять в своей деятельности современные информационные технологии. Именно информационные технологии наряду с прогрессивными технологиями материального производства позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции при значительном сокращении сроков постановки на производство 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 информационных технологий 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. 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 информационные технологии, в единый комплекс, который в отечественной технической литературе получил название интегрированная автоматизированная система управления (ИАСУ), а в англоязычной литературе – Computer Integrated Manufacturing (СIM).
Первоначально появление и внедрение интегрированных автоматизированных систем управления (СIM) однозначно связывалось с высокоавтоматизированными производственными комплексами типа гибких автоматизированных производств и даже полностью автоматизированных предприятий. Однако дальнейшее развитие показало целесообразность внедрения интегрированных автоматизированных систем управления на предприятиях с умеренным уровнем автоматизации технологических процессов. Существенным оказалось создание в рамках предприятия единого информационного пространства или интегрированной информационной среды, охватывающей все этапы жизненного цикла выпускаемой этим предприятием продукции.
Именно идея интегрированной информационной среды и информационной интеграции стадий жизненного цикла стала базовой при выработке подхода, получившего в США название CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support – непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) [3].
Инициатором этого подхода и доведения его до уровня международных стандартов стало Министерство обороны США в связи с необходимостью повышения эффективности управления и сокращения затрат на информационное взаимодействие между государственными учреждениями и коммерческими предприятиями при поставках и в ходе последующей эксплуатации вооружений и военной техники.
В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области информационных технологий и оформилась в виде серии международных стандартов ISO, государственных стандартов США и нормативных документов Министерства обороны США.
Следом за США идеологию CALS приняли все наиболее развитые страны Запада: Великобритания, Германия, Швеция, Норвегия, Канада, Япония, Австралия и др. В последние годы методы и идеи CALS и основанные на них информационные технологии (CALS-технологии) находят применение и в России, в первую очередь на предприятиях оборонного комплекса, поставляющих на внешний рынок наукоемкую продукцию.
CALS-технологии
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 [2].
За счет непрерывной информационной поддержки обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Информационная поддержка реализуется в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. [4].
Особенности CALS
Для CALS характерно следующее:
Единое информационное пространство обеспечивает возможность взаимодействия проектных организаций, производственных предприятий, поставщиков, организаций сервиса и конечного потребителя на всех стадиях жизненного цикла.
Совместно используемое хранилище конструкторских данных об изделии позволяет нескольким проектным организациям наладить процесс кооперативного проектирования. Данные о конструкции изделия используются для технологической подготовки производства, планирования потребностей в материальных ресурсах, закупок, производственного планирования, процессов изготовления, испытаний, продаж, поддержки процессов эксплуатации и т. д.
На каждой стадии жизненного цикла создается свой набор данных, который используется на последующих стадиях.
CALS- технологии и стандарты
Совместно используемую информацию условно можно разделить на следующие виды:
Базовыми международными стандартами являются:
Применение и эффективность
Использование CALS-технологий позволяет предприятию-производителю наукоемкой продукции усовершенствовать процессы в ходе жизненного цикла, снизить сроки выпуска продукции на рынок; заказчику — сократить стоимость заказа и дальнейшей его эксплуатации, учитывая, что стоимость поддержки наукоемкого изделия в работоспособном состоянии равна или превышает стоимость его приобретения.
В настоящее время поставка готового изделия (особенно на экспорт) с большим объемом традиционной бумажной документации существенно снижает его конкурентоспособность, поскольку делает невозможным взаимодействие с автоматизированными системами материально-технического снабжения для проведения профилактических и ремонтных работ.
Во всем мире де-факто (для обеспечения конкурентоспособности изделий) и де-юре (наличие нормативных документов по стандартизации, имеющих статус рекомендуемых) техническая документация на изделие должна быть представлена в форме интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР). ИЭТР — это электронный документ, формируемый в значительной степени автоматически на основе конструкторского описания, представляющий собой базу данных и средств визуализации, использующих возможности мультимедиа (текст, графика, видео, аудио).
Кроме того, необходимо собрать всю информацию об изделии в интегрированной базе данных и обеспечить совместное использование этой информации в процессах проектирования, производства и эксплуатации. Для этой цели применяют систему управления инженерными данными, основанную на стандартизованной модели данных и интерфейсе доступа и работы с этими данными.
Таким образом, технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции (CALS) позволяют:
Учитывая вышеизложенное, можно сказать, что CALS:
По данным различных зарубежных источников, внедрение CALS в полном объеме позволяет на 25-30 % повысить эффективность производства наукоемкой продукции при одновременном значительном повышении его качества, в том числе сокращения:
В настоящее время CALS-ориентированный подход внедрен во многих странах. Так, в США CALS-технологии полностью взяты на вооружение министерством обороны США, по заказам которого проводятся разработки и выпуск военной продукции и техники (авиакосмическая и наземная техника, морские суда различного назначения). Кроме того, CALS-технологии стали активно использовать и внедрять гражданские предприятия, в первую очередь для создания наукоемкой продукции в тех же областях [5].
Заключение
Список литературы
Завершение формирования электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»
Создание электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»
Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.
Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.
О CALS. Часть 1
Википедия услужливо подсказывает нам, что это всесторонние и всеобъемлющие технологии по поддержке жизненного цикла изделий. Цель внедрения CALS — минимизация затрат в ходе жизненного цикла изделия, повышение его качества и конкурентоспособности. А что это такое и вообще с чего все началось?
История, во всяком случае, ее официальная часть говорит нам о том, что вначале человек жил на деревьях и ни о чем кроме себя любимого не беспокоился. Кушал фрукты и овощи, иногда закусывал соседями. Спустя некоторое время мы наблюдаем его бегающим по лесам и полям, охотившимся на диких мамонтов, воюющим с соседями, которые не хотят, чтобы он ими закусывал.
Затем люди заметили, что некоторые из них умеют производить некоторые вещи лучше, чем остальные. И типичным стал диалог:
— Петрович, сделай мне, пожалуйста, плуг или копье как ты умеешь, а я тебе посуды налеплю из глины по старинному семейному рецепту или лаптей навяжу.
— Нехай, Иваныч, сделаю.
Этих Петровичей и Иванычей стали называть ремесленниками. Они специализировались на чем-то. Ездили на «конференции» для обмена опытом, выведывали чужие секреты и следили за своими. Так стало развиваться кустарное производство.
Прошло еще немного времени, и мы видим, вначале мануфактуры, затем фабрики и заводы, занимающиеся производством всякой разной продукции. Используются все более сложные станки и системы. Это – промышленное производство. В зависимости от объемов оно бывает: мелкосерийным, среднесерийным и крупносерийным.
Чем дальше производим, тем все более сложные вещи мы производим и все в большем количестве. Производство становится не только трудоемким, но и наукоемким.
В конце концов, мы начинаем приходить к парадоксу – наукоемкость становится слишком трудоемкой (каламбур, но мне нравится). И, чем дальше, тем хуже. Где-то в этом месте появляется идея использовать автоматизацию, в том числе и компьютерную.
Как решить проблему трудоемкости у наукоемкости.
Начиная с середины 60-х годов XX века разрабатываются и внедряются первые САПР, АСУП, АСУ ТП АСУ ТП и т.д. Это были автономные программные модули, которые, по возможности автоматизировали тяжкий труд инженеров.
В конце 70-х годов XX века стали появляться гибкие производственные системы, главная особенность которых – наличие компьютерной системы, объединяющей отдельные процессы внутри предприятия.
В конце 80-х годов XX-века появились компьютеризированные интегрированные производства, в которых использовалась уже единая информационная среда, единые базы данных и стандарты производства.
В середине 80-годов XX-века появилось понимание того, что жизнь изделия за пределами предприятия не заканчивается, а только начинается. Появляются системы, поддерживающие жизненный цикл изделия.
Первыми это поняли американские вояки. Они надеялись, что благодаря использованию таких систем они очень прилично сэкономят на производстве вооружения (именно поэтому я говорил в предыстории и копьях и соседях, которыми закусывают). В принципе так оно и получилось, и технология получила жизнь. Появились интегрированные информационные среды (не путать с интеллектуальными информационными средами).
Небольшое отступление. Признавайтесь, сколько пачек бумаги в день вы скармливаете принтеру, ксероксу и шредеру? А потом мы говорим, что какие-то нехорошие люди вырубают целые леса. В свое время Пентагон рассматривал возможность отопления зимой своего помещения за счет сжигания ненужной документации, сделанной за день. Еще один пример. Объем документации на 1 (!) корабль занимает 9 (!) железнодорожных вагонов! В общем, объем бумажной документации превышает все допустимые пределы. Раньше для решения этих проблем были целые «НИИ», которые занимались «перекладыванием бумажек». А ведь эксплуатировать как-то надо. Помимо этого, очень сложно переделывать ошибки в документации, на устранение которых тратится очень много времени и сил.
Например, Вы занимаетесь производством шестеренок, к Вам приходит заказчик и говорит, что ему нужно другое количество зубцов на шестеренке, другой материал, другой профиль зубца. В обычном случае, нужно делать новый чертеж, перенастраивать станки и прочее. Имея такую модель, Вы просто задаете нужные параметры, а дальше все происходит в более или менее автоматизированном виде.
Реальный пример: заказ опций для автомобилей в достаточно широком спектре. В некоторых проектах доходит до того, производство «темное», то есть на заводе банально отсутствует освещение – людей там нет, а если и есть, то только для обслуживания сломавшейся техники. То есть получается экономия практически на всем.