«CALS ” CALS 2002 Министерство промышленности, науки и технологий РФ Научно-исследовательский центр CALS-технологий Прикладная логистика КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ Москва, 2002 Концепция ...»

CALS

”

CALS

2002

Министерство промышленности, науки и технологий РФ

Научно-исследовательский центр CALS-технологий

«Прикладная логистика»

КОНЦЕПЦИЯ

РАЗВИТИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

В ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ

Москва, 2002 Концепция развития CALS-технологий в промышленности России / НИЦ CALSтехнологий «Прикладная логистика»;

Е.В. Судов, А.И. Левин. – М., 2002.

Концепция разработана во исполнение Поручения заместителя председателя Правительства Российской Федерации ИК-П8-03694 от 2 марта 2001 г., в соответствии с Государственным контрактом (Договором) №23-068/01 от 21 мая 2001 г. и одобрена решением коллегии Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации (протокол заседания коллегии № ПК-18 от 10 августа 2001 г.) Государственный заказчик: Министерство промышленности, науки и технологий РФ Разработчик: Научно-исследовательский центр CALS-технологий «Прикладная логистика»

Исполнители: Е. В. Судов, А.И. Левин НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2002г.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

Условные сокращения ИАСУ – интегрированная автоматизированная система управления ИТ – информационные технологии ИИС – интегрированная информационная среда ЕИП – единое информационное пространство ЖЦ – жизненный цикл изделия (продукции) ИЭТР – интерактивное электронное техническое руководство АР ИЭТР – программное обеспечение для автоматизированной разработки ИЭТР АСУП – автоматизированная система управления предприятием (производством) ИЛП – интегрированная логистическая поддержка ЛА – логистический анализ МТО – материально-техническое обеспечение ТОиР – техническое обслуживание и ремонт СИЛП – специальное программное обеспечение для ИЛП СЛА – специальное программное обеспечение для ЛА САПР-К – конструкторская система автоматизированного проектирования САПР-Т – технологическая система автоматизированного проектирования ЭЦП – электронная цифровая подпись УПр – управление проектом УПР – управление потоком работ УКч – управление качеством УКф – управление конфигурацией УДИ – управление данными об изделии ВП – виртуальное предприятие МО – математическое обеспечение БД – база данных ОБД – общая (интегрированная) база данных ИО – информационные объекты ОБДИ – общая база данных об изделии (изделиях) ОБДП – общая база данных о предприятии КТЭ – конструктивно-технологические элементы ЛПР – лицо, принимающее решение СУБД – системы управления базами данных ЭЭД – электронная эксплуатационная документация ЭРД – электронная ремонтная документация ЭТД – электронный технический документ ПЗ – планирование закупок ЭСО – электронная система отображения ПИ – параллельный инжиниринг ОМРГ – общественная многопрофильная рабочая группа МПГ – многопрофильные рабочие группы ФМ – функциональная модель КТПП – конструкторская и технологическая подготовка производства ПЭОИ – полное электронное описание изделия ООЦ – отраслевой образовательный центр ОКЦП – отраслевая комплексная целевая программа Концепция развития CALS-технологий в промышленности России

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

РКМЦ – региональный координационно-методический и научнообразовательный центр НИОКР – научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы РЦЭК – региональный центр электронной коммерции СРФ – субъект Российской Федерации СК – система управления качеством Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, предпосылки, методология 1. Общие положения 1.1. Содержание проблемы и основные понятия 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 [1].

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 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 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:

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

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

§ технологические САПР (CAM - Computer Aided Manufacturing), облегчавшие подготовку технологической документации и § автоматизированные системы инженерных расчетов (CAE Computer Aided Engineering) и т.д.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, 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 – СIM (Computer Integrated Manufacturing).

Первоначально появление и внедрение ИАСУ (СIM) 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), охватывающей 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 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 [2]. 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 Министерства обороны США.

Перечень этих стандартов и нормативных документов приведен в [2].

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

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

В последние годы CALS активно развивается в промышленности России [2, 13-19], что и послужило причиной создания настоящей концепции.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России 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.

В соответствии с этим определением ИИС должна содержать доступные (в рамках с установленных регламентов) всем участникам ЖЦ данные, во всех деталях описывающие продукцию (изделия), выпускающее эту продукцию предприятие и протекающие в нем организационно-деловые и технологические процессы (бизнес-процессы). 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 на внешний рынок наукоемкую продукцию.

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, а 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 состоит в том, что коммерческие сделки заключаются посредством глобальной сети Интернет. В ходе этих сделок стороны обмениваются Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, 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, в высоком темпе, невозможном при традиционных способах общения 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 CALSтехнологий особенно актуальна, поскольку они включают в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков и т.д., 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.

1.2. Концептуальная модель CALS (ИПИ) Как уже отмечалось, концепция и идеология CALS зародилась в недрах военно-промышленного комплекса США и затем была воспринята большинством ведущих стран Запада. В частности, эта концепция была полностью принята НАТО, что нашло свое отражение в выпущенном этой организацией документе [3], где основные положения CALS изложены достаточно полно и последовательно. На рис. 1 приведена схема, отражающая существо CALS.

Эта схема заимствована из [3], доработана в соответствии с представлениями, сформированными в ходе исследовательской деятельности НИЦ CALSтехнологий «Прикладная логистика» и представляет собой концептуальную модель рассматриваемой в настоящем документе проблемы. Прежде чем перейти к описанию этой схемы, имеет смысл предложить русскоязычную формулировку понятия CALS, более понятную российским специалистам.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Такая формулировка может выглядеть следующим образом: Информационная Поддержка процессов жизненного цикла Изделий (ИПИ)*. Представляется, что ИПИ – адекватный русскоязычный аналог понятия CALS, в связи с Многопрофильные рабочие группы

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА (ИИС - ЕИП)

CAE/CAD/CAM PDM MRP/ERP LSA/LSAR WF SADT …

Согласно этой схеме основу, ядро ИПИ составляет ИИС, или ЕИП. В принципе оба термина равнозначны, однако в терминологическом словаре**, утвержденном Госстандартом России, принят первый термин, который в дальнейшем используется в настоящем документе. На практике термин ИИС используют в основном применительно к конкретному предприятию, а ЕИП – Р 50.1.031-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Ч.1. Стадии жизненного цикла продукции: Рекомендации по стандартизации. – Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Упомянутый словарь (п. 3.2.1) определяет ИИС как совокупность распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающая 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 и обмена информацией.

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, избежать связанных с этими процедурами ошибок и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.

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 [19]:

К числу первых относятся:

§ анализ и реинжиниринг бизнес-процессов (Business-processes § безбумажный обмен данными (Paperless data interchange) § параллельный инжиниринг(Concurrent Engineering);

§ системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия (интегрированная логистическая поддержка).

К числу вторых относятся:

§ управление проектом (Project Management);

§ управление данными об изделии (Product Data Management);

§ управление конфигурацией изделия (Configuration Management);

§ управление ИИС, в том числе информационными потоками (Information Management);

§ управление качеством (Quality Management);

§ управление потоками работ (Workflow Management);

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

ИПИ-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России 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 (см. рис.1) в блок «Инструментарий». К числу таких средств относятся:

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

§ программные средства управления данными об изделии § автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием (MRP/ERP);

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

§ программные средства управления потоками работ (WF);

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

В дальнейшем некоторые инвариантные понятия, инструментальные средства и другие компоненты концептуальной модели описаны более подробно.

На рис.2 представлена функциональная модель ЖЦ изделия, отображающая информационные взаимосвязи процессов ЖЦ, ИПИ-технологий и соответствующего инструментария.

Из схемы рис. 2 становится понятным, какие критерии определяют принадлежность конкретной информационной системы к классу ИПИ-систем:

§ обязательное наличие на предприятии ИИС;

§ системная реализация инвариантных принципов и § применение прикладных программных средств, изначально ориентированных на взаимодействие через ИИС;

§ использование методов, правил и способов управления, изначально ориентированных на безбумажный обмен § реализация принципов, технологий и процессов информационного взаимодействия в соответствии с требованиями международных и национальных стандартов (например, ISO 10303 и Системы, не удовлетворяющие перечисленным критериям, не следует относить к классу ИПИ-систем. Такие системы обеспечивают лишь фрагментарную («лоскутную») автоматизацию со всеми присущими этой стратегии недостатками.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России

МЕ ТОДЫ И ПРА ВИЛА

Информационная поддержка процессов ЖЦ изделия и управления этими процессами

ПРО ГРАМ МН ЫЕ СР ЕДСТВА

1.3. Интегрированная информационная среда предприятия (ИИС) 1.3.1. Общее представление об ИИС ных объектов и сопутствующие ему процессы проектирования, технологической подготовки и управления так сильно отличаются от других видов деятельности человека, что им должна отвечать особая архитектура программно-методического, математического и информационного обеспечения. По мнению Окино, принципиальная разница между обработкой информации в производственной системе и в других случаях применениях вычислительной техники в основном сводится к двум положениям.

1. Производство и все процессы в нем принадлежат физическому миру, а процессы, протекающие в компьютере – миру информации. Следовательно, необходимо преобразование производственных проблем в информационные, а также обратный переход из информационного мира в физический. По сути, это проблема адекватного моделирования, т.е. установления соответствия (по возможности взаимно однозначного) между физическим и информационным пространством. Согласно [4], при создании традиционного математического обеспечения (МО) для решения вычислительных задач в центр разработки ставится единственная математическая модель проблемы, которая через прикладной интерфейс адаптируется к различным областям применения (рис. 3). Такой подход к решению производственных проблем практически не реализуем, поскольку ввиду их сложности и многообразия единую модель создать невозможно.

Если в добавление к изучавшимся Н. Окино производственным проблемам включить в рассмотрение еще и проблемы поставок, эксплуатации, обслуживания и ремонта изделий, т.е. все постпроизводственные стадии ЖЦ, то ситуация становится еще более сложной.

МОДЕЛЬ

ПРИКЛАДНОЙ ИНТЕРФЕЙС

ПРИЛОЖЕНИЯ

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, 2. В связи с отмеченными выше недостатками традиционного подхода, основанного на схеме рис.3, предлагается отбросить стратегию единственной модели и перейти к стратегии, сущность которой показана на рис. 4.

Предметная область Предметная область Предметная область Предметная область Здесь роль ядра системы играет не модель, а общая (интегрированная) база данных (ОБД), к которой могут обращаться различные проблемноориентированные модели, реализованные в форме программных приложений. Предполагается, что в ОБД хранятся информационные объекты (ИО), адекватно отображающие в информационном мире сущности физического мира: предметы, материалы, изделия, процессы и технологии, разнообразные документы, финансовые ресурсы, персонал подразделения и оборудование предприятия-изготовителя, эксплуатанта, сервисной и ремонтной служб и т.д.

Упомянутые выше приложения обращаются в ОБД, находят в ней необходимые ИО, обрабатывают их и помещают в ОБД результаты этой обработки.

В какой-то мере Н. Окино предвосхитил появление объектно-ориентированного подхода, предложив рассматривать все, что происходит в информационном мире, на основе дуализма объект–операция.

Суть развиваемых в [4] идей состоит в следующем.

Любой сущности физического мира соответствует ИО, представляющий собою некоторый набор данных. Любой вид использования физической Концепция развития CALS-технологий в промышленности России сущности, ее преобразование в другую сущность (или в ту же сущность, но с иными значениями параметров) – обработка, изготовление, измерение, проектирование и т.д. – в информационном мире отображается операцией (командой, программой и т.д.). Между объектом и операцией существует отношение вида Это отношение означает, что объект Ob’ получен посредством выполнения операции Op над объектом Ob. Под символами Ob, Ob’, Op могут скрываться не только единичные объекты и операции, но и наборы (множества) объектов и операций.

Дальнейшее развитие ИТ привело к появлению объектно-ориентированного подхода, который позволил адекватно перевести многие процессы, протекающие на предприятии, в виртуальное информационное пространство, что и сделало актуальной всю проблематику, связанную с использованием ИПИтехнологий. Сказанное относится, в частности, к процессам конструкторской и технологической подготовки производства, в ходе которых создается техническая документация различных видов и назначения, к процессам управления на всех уровнях, в которых по необходимости приходится иметь дело с большими объемами разнообразной информации. Сегодня эти процессы в значительной мере состоят из операций создания, преобразования, транспортировки и хранения информационных объектов в рамках ИИС.

1.3.2. Структура и состав ИИС Как уже отмечалось, ИИС представляет собой хранилище данных, содержащее все сведения, создаваемые и используемые всеми подразделениями и службами предприятия – участниками ЖЦ изделия в процессе их производственной деятельности. Это хранилище имеет сложную структуру и многообразные внешние и внутренние связи. ИИС должна включать в свой состав две базы данных: общую базу данных об изделии (изделиях) (ОБДИ) и общую базу данных о предприятии (ОБДП).

На рис. 5 представлена структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия. Из схемы видно, что в этих процессах используется информация, содержащаяся в ИИС, а ИО, порождаемые в ходе процессов, возвращаются в ИИС для хранения и последующего использования в других процессах. Это отображено на схеме двойными стрелками. С ОБДИ связаны процессы на всех стадиях ЖЦ изделия. ОБДП информационно связана с технологической и организационно-экономической подготовкой производства и собственно производством (включая процессы отгрузки и транспортировки готовой продукции).

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Организационно-экономиОперативно-календарное При создании нового изделия и технологической подготовке его производства средствами конструкторских и технологических САПР (САЕ/CAD/CAM) в ИИС создаются ИО, описывающие структуру изделия, его состав и все входящие компоненты: детали, подузлы, узлы, агрегаты, комплектующие, материалы и т.д. Каждый ИО обладает атрибутами, описывающими свойства физического объекта: технические требования и условия, геометрические (размерные) параметры, массогабаритные показатели, характеристики прочности, надежности, ресурса и другие свойства изделия и его компонентов.

ИО в составе ОБДИ содержат в произвольном формате информацию, требуемую для выпуска и поддержки технической документации, необходимой Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, на всех стадиях ЖЦ для всех изделий, выпускаемых предприятием. Каждый ИО идентифицируется уникальным кодом и может быть извлечен из ОБДИ для выполнения действий с ним. ОБДИ обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности:

§ заказчиков (владельцев) изделия;

§ разработчиков (конструкторов), технологов, управленческого и производственного персонала предприятия-изготовителя;

§ эксплуатационного и ремонтного персонала заказчика и специализированных служб.

Более подробно состав ИО, входящих в ОБДИ, раскрыт на схеме рис.6, согласно которой в составе ОБДИ можно условно выделить три раздела:

§ нормативно-справочный;

В нормативно-справочном разделе должны храниться ИО, содержащие данные:

§ о конструкционных материалах;

§ о нормализованных деталях (нормалях);

§ о стандартных (покупных) комплектующих изделиях;

§ о стандартных деталях собственного изготовления;

§ о стандартных расчетных методах;

§ о государственных, международных и внутренних § о прочих нормативных документах.

Содержание нормативно-справочного раздела ОБДИ обновляется по мере поступления новых и отмены действующих нормативных документов.

В долговременном разделе должны храниться ИО, содержащие данные, аккумулирующие собственный опыт предприятия, в том числе данные:

§ о ранее выполненных готовых проектах (архив);

§ о типовых узлах и агрегатах собственного производства;

§ о типовых деталях собственного производства;

§ о типовых конструктивно-технологических элементах (КТЭ) § о типовых и групповых технологических процессах;

§ о типовой технологической оснастке и инструменте;

§ о готовых и типовых расчетных методиках и математических моделях изделий собственной разработки;

§ о прочих готовых и типовых решениях.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России справочный Нормали (покупные) комплектующие Стандартные детали и узлы собственного изготовления Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Долговременный раздел ОБДИ дополняется и обновляется по мере появления новых технических решений, признанных типовыми и пригодными для дальнейшего использования.

В актуальном разделе (по-видимому, самом большом по объему и самом сложном по структуре) должны храниться ИО, содержащие данные об изделиях, находящихся на различных стадиях ЖЦ:

§ о конструкции и версиях текущих изделий;

§ о технологии изготовления изделий;

§ о конкретных экземплярах и партиях изделий в производстве;

§ о конкретных экземплярах и партиях изделий, находящихся на постпроизводственных стадиях ЖЦ.

Структура этого раздела на рис. 6 весьма приблизительна и требует развития и уточнения, в том числе разбивки на дополнительные подразделы (классификационные уровни).

Как уже отмечалось, кроме ИО, относящихся (прямо или косвенно) к изделиям, в ИИС содержится информация о предприятии: о производственной и управленческой структуре, о технологическом и вспомогательном оборудовании, о персонале, финансах и т.д. Вся совокупность этих данных образует ОБДП, которая также состоит из нескольких разделов: экономика и финансы, внешние связи предприятия, производственно-технологическая среда предприятия, система качества.

В разделе, посвященном экономике и финансам, должны храниться ИО, содержащие сведения:

§ о конъюнктуре рынка изделий предприятия, включая цены и их § о состоянии финансовых ресурсов предприятия;

§ о ситуации на фондовом и финансовом рынках (курсы акций предприятия, биржевые индексы, процентные ставки, валютные § о реальном и прогнозируемом портфеле заказов;

§ прочие сведения финансово-экономического и бухгалтерского В разделе, посвященном внешним связям предприятия, должны храниться ИО, содержащие сведения о фактических и возможных поставщиках и потребителях (заказчиках); раздел формируется и используется в процессе маркетинговых исследований.

В разделе, посвященном производственно-технологической среде предприятия, должны храниться ИО, содержащие сведения:

§ о производственной структуре предприятия;

§ о технологическом, вспомогательном и контрольноизмерительном оборудовании;

§ о транспортно-складской системе предприятия;

§ об энерговооруженности предприятия;

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России § прочие данные о предприятии.

В разделе, посвященном системе качества, должны храниться ИО, содержащие сведения:

§ о структуре действующей на предприятии системы качества;

§ о действующих на предприятии стандартах по качеству;

§ о международных и российских стандартах по качеству;

§ о должностных инструкциях в области качества;

§ прочая информация по системе качества.

Из ИИС могут быть извлечены разнообразные документы, необходимые для функционирования предприятия. Документы могут быть представлены как в электронном, так и в традиционном бумажном виде (рис.7).

(оборудование, персонал и т.д.) Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Приведенные выше состав и содержание разделов ИИС подлежат уточнению в ходе выполнения проектов по внедрению ИПИ-технологий на конкретных предприятиях.

1.4. Инвариантные понятия ИПИ В п.1.2 введен перечень понятий, присутствующих (полностью или частично) в разнообразных нормативно-методических документах, технических описаниях и научных публикациях, относящихся к проблематике ИПИ.

Набор этих понятий не остается замкнутым и не претендует на полноту (т.е. открыт для дополнений и изменений), вместе с тем он может рассматриваться как некоторое базовое множество классификационных признаков, позволяющее выносить суждение о том, относится или не относится автоматизированная система к классу систем, реализующих концепцию ИПИ.

Полнота набора инвариантных понятий, присутствующих в некотором комплексе автоматизированных систем, характеризует степень системности подхода к реализации концепции ИПИ.

Некоторые из инвариантных понятий достаточно широко известны, а другие сравнительно новы для отечественного машиностроения. Ниже приводится краткое описание этих понятий.

1.4.1. Управление проектом Под проектом в данном контексте понимается любой замысел, направленный на достижение некоторой цели.

Определение этой цели представляет собой ключевой акт во всей совокупности действий, именуемых управлением (рис. 8). После того как цель проекта сформулирована и документально оформлена, руководитель проекта (по терминологии исследования операций, «Лицо, принимающее решения» – ЛПР) должен собрать всю относящуюся к проекту информацию: о доступных ресурсах всех видов (материальных, финансовых, людских, временных и т.д.), о факторах, способствующих или/и препятствующих реализации проекта; о среде, в которой предстоит реализовывать проект и т.д. На основе этой информации ЛПР должен определить ресурсы, необходимые для реализации проекта, и убедиться в том, что объем доступных ресурсов не меньше потребного их объема. В противном случае ЛПР должен изыскать (запросить) дополнительные ресурсы или скорректировать цели проекта.

По завершении этапа согласования ресурсов и целей ЛПР принимает решения, направленные на реализацию проекта, которые оформляются документально в виде соответствующих планов и директив. На основании этих решений исполнители проекта приступают к его реализации.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России По мере продвижения проекта по этапам ЖЦ генерируется разнообразная информация, в том числе та, которая характеризует ход реализации проекта (соблюдение или нарушение сроков, расходование и текущие потребности в ресурсах и т.д.), а также расстояние (в некоторой выбранной метрике) до поставленной цели (обратная связь). На основе этой информации ЛПР вырабатывает корректирующие решения, инициирующие действия исполнителей, направленные на ускорение достижения цели. Понятия «расстояния» и «ускорения» в этом контексте условны, однако их логический смысл ясен: ЛПР всеми имеющимися в его распоряжении средствами обеспечивает достижение цели проекта, однако при необходимости он может в силу своих полномочий корректировать саму цель.

В рамках концепции ИПИ вся деятельность по управлению проектом протекает в ИИС и сопровождается оформлением предписанных стандартами разКонцепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, личного уровня документов и данных, а также электронным обменом этими документами и данными по определенным правилам. В качестве инструментальных средств управления проектом используются специализированные 1.4.2. Управление данными об изделии Управление данными об изделии (УДИ) схематически представлено на рис. 9. Этот вид управления является системообразующим, поскольку снабжает информацией все этапы ЖЦ, следующие за этапом проектирования. Цель УДИ – обеспечение полноты, целостности и актуальности информации об изделии в любой момент времени и доступность ее всем участникам ЖЦ в соответствии с имеющимися у них правами.

В АСУП

В АСУТП

В САПР-Т § управление структурой и составом изделия (на схеме эта функция раскрыта более подробно);

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Как показано на схеме, система УДИ имеет информационные связи с САПР, АСУП, УПР, УПр, УКф, УКч (см. условные сокращения на стр. 3-4) и другими автоматизированными системами, что и свидетельствует о системообразующем характере и роли этой системы.

База данных УДИ служит ядром ИИС. В ней хранятся:

§ идентификационные и классификационные данные об изделии § структура и состав изделия (в форме древовидного графа);

§ геометрические модели, чертежи и другие документы в различных форматах;

§ характеристики изделия и его компонентов;

§ данные о материалах, стандартных деталях, комплектующих § данные о технологии изготовления изделия и его компонентов, В базе данных УДИ могут также содержаться сведения об оргструктуре предприятия, создающего изделие, о конкретных участниках ЖЦ изделия и УДИ позволяет регламентировать хранение этих данных, вносить в них необходимые изменения, предоставлять через соответствующий стандартизованный интерфейс (по ИСО 10303-22) данные другим приложениям, а также конкретным участникам ЖЦ изделия.

1.4.3. Управление конфигурацией изделия Это относительно новое для отечественного технического обихода понятие допускает две трактовки. В узком смысле под конфигурацией понимают структуру и состав изделия, а под управлением конфигурацией – правила и процедуры внесения изменений в конструкцию и их документирования. В широком смысле конфигурация – структура и состав изделия, компоненты которого обладают определенными атрибутами, что обеспечивает соответствие технических характеристик заданным требованям; процесс управления конфигурацией (Configuration Management/CM), согласно [5], предусматривает (рис. 10):

§ идентификацию конфигурации, т.е. присвоение ее текущей версии определенного имени (кодового обозначения);

§ проверку конфигурации, т.е. получение подтверждения того, что текущая версия изделия соответствует техническим требованиям;

§ при отрицательном результате проверки – анализ причин несоответствия требованиям и документально оформленное инициирование работ по внесению изменений в конструкцию (как правило, посредством замены или переделки отдельных узлов Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, § контроль результатов изменения и при положительном результате – присвоение новой версии конфигурации нового имени.

Согласно требованиям зарубежных нормативно-методических документов, например [5], при создании сложных технических объектов (систем, комплексов) по заданию государства (госзаказу) ведомство-заказчик назначает специальное лицо – управляющего конфигурацией, в обязанности которого входит выполнение перечисленных выше функций. Порядок их выполнения, а также формы документирования всех совершаемых при этом действий регламентированы соответствующими стандартами.

При электронном проектировании средствами систем CAE/CAD/CAM должны использоваться и электронные средства управления конфигурацией, отвечающие, в частности, требованиям стандарта ИСО 10303-203.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России 1.4.4. Управление ИИС Это понятие предполагает, что все процессы, протекающие в ИИС, управляемы, т.е. поддаются воздействиям со стороны уполномоченных лиц (администраторов) и соответствующих программных средств. Совокупность таких средств принято называть системой управления базами данных (СУБД). Традиционно в функции СУБД входит:

§ установление (изменение) и оперативная проверка прав доступа Распределенный характер ИИС, в отличие от традиционных БД, требует создания специальной инфраструктуры, обеспечивающей накопление, хранение и передачу данных между всеми заинтересованными участниками ЖЦ изделия. Такая инфраструктура должна представлять собой комплекс программных и аппаратных средств, позволяющий решать перечисленные выше задачи. В рамках традиционного предприятия, расположенного на единой (и единственной) производственной площадке, такая инфраструктура создается на основе локальной вычислительной сети и соответствующего системного и прикладного программного обеспечения*. Для предприятий с географически распределенной производственной структурой, в особенности для виртуальных предприятий, эта проблема играет важнейшую роль.

Анализ сегодняшнего состояния телекоммуникационных средств и систем позволяет высказать утверждение, что основой инфраструктуры виртуального предприятия, а также предприятия с географически распределенной структурой может служить глобальная сеть Интернет, в которой данные передаются с помощью протокола TCP/IP. Несмотря на внешнюю простоту и доступность сети Интернет, использование ее в качестве структурообразующего средства связано с рядом специфических проблем.

Первая из этих проблем состоит в том, что для эффективного накопления, хранения и использования данных всеми участниками информационного обмена в соответствии с технологиями ИПИ, хранилище данных должно быть логически локализовано в форме, которую в Интернет-технологиях принято называть порталом. Иными словами, должен быть создан специальный узел сети Интернет, предназначенный для информационного обслуживания предприятия, виртуального предприятия или корпорации.

Вторая проблема связана с тем, что этот узел и, соответственно, участники информационного обмена должны быть ограждены от вмешательства в этот Вопросы создания таких структур широко освещены в специальной литературе и здесь не рассматриваются.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, обмен посторонних лиц и организаций даже при отсутствии у них какоголибо злого умысла или враждебных интересов.

Наконец, третья проблема состоит в защите информации от несанкционированного доступа лиц и организаций, имеющих своей целью использование этой информации во враждебных целях: в целях похищения сведений, составляющих государственную и/или коммерческую тайну, в целях нарушения целостности и/или достоверности данных, передаваемых участниками информационного обмена и т.д.

Решение первой проблемы не представляет принципиальных трудностей и требует лишь соответствующих финансовых, кадровых и административных ресурсов.

Что касается второй и третьей проблем, то их решение связано с использованием внешне сходных, но по сути глубоко различных средств. Сходство заключается в том, что все эти средства относятся к системам криптографической защиты информации. Различие состоит в степени (уровне) этой защиты, и, как следствие, в порядке их применения, лицензирования и сертификации. Общая схема, поясняющая ситуацию с инфраструктурой, приведена на рис.11. Более подробные сведения приведены в [6,7]. Здесь мы лишь заметим, что защита информации во всех ее аспектах является важнейшей государственной проблемой и требует значительных усилий как со стороны разработчиков программно-методических и технических средств передачи данных, так и со стороны администраторов и законодателей.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России 1.4.5. Управление качеством Система управления качеством продукции (УКч) является элементом управленческой деятельности предприятия. В соответствии с международным стандартом ИСО 9000:2000, УКч должно базироваться на информационной системе, поддерживающей автоматизированную обработку данных и документирование процессов обеспечения качества на всех стадиях ЖЦ изделия, автоматизированное управление этими процессами, данными и документацией. В этом смысле УКч становится неотъемлемой частью ИАСУ предприятием и может быть отнесена к ИПИ-технологиям. Это означает, что информация, циркулирующая в системе УКч, должна быть представлена в форматах, регламентированных ИПИ-стандартами, и состоять из набора ИО, входящих в ИИС предприятия.

о ходе и состоянии процессов ЖЦ Данные о степени удовлетворенности потребителей Укрупненная структура УКч приведена на рис. 12, где показаны связи с объектом управления (процессами ЖЦ продукции или услуги), а также с внешней по отношению к рассматриваемой системе средой, каковую в данном случае представляет некий обобщенный потребитель, чьи требования и степень удовлетворенности являются внешними данными [20].

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Присутствующие в структуре блоки выработки и корректировки целей и принятия решений, основанных на фактах, вместе эквивалентны тому, что в стандарте ИСО 9000:2000 называется ответственностью руководства и планированием (в данном контексте – стратегическим). Блоки сбора и анализа данных от потребителей и информации о процессах отражают процессы, именуемые в стандарте как измерение и анализ. Наконец, группа блоков, связанных с реализацией решений (распределение и перераспределение ресурсов, директивы на выполнение действий и сами действия, направленные на достижение целей), отражает все то, что в стандарте называют управлением ресурсами, планированием (в этом контексте – оперативным) и, наконец, улучшением.

Как уже отмечалось в п. 1.3.2, при создании и технологической подготовке производства нового изделия средствами конструкторских и технологических САПР (CAD/CAM) в ИИС создаются ИО, описывающие структуру изделия, его состав и все входящие компоненты: детали, подузлы, узлы, агрегаты, комплектующие, материалы и т.д. Каждый ИО обладает набором характеристик (атрибутов), описывающих свойства реального объекта, отображением которого он является. С точки зрения УКч такими характеристиками являются технические требования и технические условия, которым должен удовлетворять реальный объект. Кроме информации об изделии, в ИИС содержится информация о производственной среде предприятия, в составе которой находятся данные, относящиеся к УКч.

1.4.6. Управление потоками работ Понятие «поток работ» (буквальный перевод английского Workflow) – одно из базовых в современной практике управления вообще и в области ИПИ в частности. Это понятие объединяет подходы к формализации и управлению бизнес-процессами предприятия, а также программные средства, реализующие эти подходы. Популярность и многообразие реализаций технологий workflow привели к созданию в середине 90-х гг. международной ассоциации Workflow Management Coalition (WfMC), занимающейся стандартами, регламентирующими требования к системам workflow и средствам их Согласно глоссарию WfMC, бизнес-процесс – это одна или более связанных между собой процедур или операций (функций), которые совместно реализуют некую бизнес-задачу или политическую цель предприятия, как правило, в рамках организационной структуры, описывающей функциональные роли и отношения. Бизнес-процесс может целиком осуществляться в пределах одного организационного подразделения, охватывать несколько подразделений в рамках организации или даже несколько различных организаций, как, например, в системе отношений клиент– поставщик. Бизнес-процесс может включать формальные и неформальные взаимодействия между участниками; его продолжительность может изменяться в широких пределах.

Поток работ – упорядоченное во времени множество рабочих заданий, получаемых сотрудниками, которые обрабатывают эти задания вручную или с Концепция развития CALS-технологий в промышленности России помощью средств механизации/автоматизации, в последовательности и в рамках правил, определенных для данного бизнес-процесса. Для уяснения смысла понятия можно провести следующую аналогию: бизнес-процесс – это своего рода конвейер, работающий по своим правилам и технологиям, а поток работ (заданий) аналогичен потоку изделий (узлов, деталей), которые этот конвейер передвигает.

Бизнес-процесс, по сути дела, объединяет поток заданий и функции, которые должны выполняться над элементами (заданиями) этого потока, людей и оборудование, которые реализуют эти функции, а также правила, управляющие последовательностью выполнения этих функций. Технология Workflow призвана все это автоматизировать.

Сегодня, несмотря на грамматически корректный перевод термина Workflow словосочетанием «поток работ», семантически точного эквивалента этому понятию не найдено. Мы тем не менее будем использовать термин «поток работ», имея в виду его расширительное толкование.

Приведем два определения из Глоссария WfMC.

1. Поток работ – полная или частичная автоматизация бизнес-процесса, при которой документы, информация или задания передаются для выполнения необходимых действий от одного участника к другому в соответствии с набором процедурных правил.

2. Система управления потоком работ – система, которая описывает этот поток (по сути, бизнес-процесс), создает его и управляет им при помощи программного обеспечения, которое способно интерпретировать описание процесса, взаимодействовать с его участниками и при необходимости вызывать соответствующие программные приложения и инструментальные средства.

Такая система автоматизирует процесс, а не функцию. Появление систем управления потоком работ и соответствующих программных средств – это реакция рынка информационных технологий на внедрение новых принципов управления предприятиями. Сегодня эти принципы эволюционируют от функциональной ориентации (придуманной Адамом Смитом еще в 1776 г. и успешно работающей на протяжении более двух столетий) в направлении процессной ориентации.

Практически все предыдущие решения (чаще всего реализованные в технологиях локальных СУБД) позволяли достаточно эффективно автоматизировать отдельные операции и функции, а не процесс. В рамках этих решений сотрудники, сидя за своими компьютерами (или терминалами), обмениваются информацией с базами данных и между собой, получают данные, справки, документы, формируют отчеты. При этом последовательность действий сотрудников и правила их взаимодействия определены в лучшем случае инструкциями, а за правильностью и сроками их выполнения следит вышестоящее начальство. Информационная система все это никак не поддерживает.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Процессный подход заставил руководство предприятий сконцентрировать внимание на правилах взаимодействия участников процесса, так как именно взаимодействия в силу своей размытости и недостаточной определенности являются основными источниками неоправданных издержек и потерь. Потребность в средствах автоматического отслеживания порядка и времени выполнения отдельных функций (операций), маршрутов документов, занятости сотрудников на различных стадиях процесса и т.д. привели к созданию разнообразных систем управления потоками работ и к утверждению этого понятия в качестве одного из базовых инвариантов концепции ИПИ.

1.4.7. Системная организация постпроизводственных процессов жизненного цикла изделия (интегрированная логистическая Проблема интегрированной логистической поддержки (ИЛП) сложных наукоемких изделий на постпроизводственных стадиях их ЖЦ приобрела особую актуальность в последние годы в связи с все возрастающим стремлением отечественных предприятий (в особенности предприятий оборонного комплекса) выйти на международные рынки. Ранее этой проблеме не уделялось должного внимания, что привело к существенному отставанию отечественной промышленности в этом направлении. В связи с тем, что ИЛП является одним из ключевых понятий концепции ИПИ и, более того, одним из базовых компонентов современных систем управления промышленными объектами, это понятие рассмотрено в настоящей концепции более Одно из важных потребительских параметров сложного наукоемкого изделия – величина затрат на поддержку его ЖЦ (Life Cycle Cost). Эти затраты складываются из затрат на разработку и производство изделия, а также затрат на ввод изделия в действие, эксплуатацию и поддержание его в работоспособном состоянии. Для сложного изделия с длительным сроком использования (10-20 лет) затраты, возникающие на постпроизводственных стадиях ЖЦ и связанные с поддержанием изделия в работоспособном состоянии, могут быть равны или превышать (до 2-3 раз) затраты на приобретение. Сокращение затрат на поддержку ЖЦ изделия – одна из целей ИПИ. Комплекс управленческих мероприятий, направленных на сокращение этих затрат, объединяется понятием ИЛП – Integrated Logistic Support. Общая структура Согласно [8], ИЛП включает в себя следующие основные процессы:

§ планирование процессов технического обслуживания и ремонта § интегрированные процедуры поддержки материальнотехнического обеспечения (МТО);

§ обеспечение персонала электронной эксплуатационной и Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Данные из проекта

ПОКАЗАТЕЛИ

ТРЕБОВАНИЯ

проектирования МТО - материально-техническое обеспечение ЭЭД - электронная эксплуатационная документация 1.4.7.1. Логистический анализ Логистический анализ изделия выполняется с целью обеспечения необходимого уровня надежности, ремонтопригодности и пригодности к поддержке, а Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, § к номенклатуре и количеству запасных частей, расходных материалов и т.д.;

§ к организации хранения, транспортировки, упаковки (Packaging, Handling, Storage and Transportation).

ЛА направлен на сокращение затрат на ЖЦ изделия при заданных показателях надежности и эффективности. ЛА следует начинать еще до начала проектирования, т.е. на стадии определения требований к изделию, и продолжать до завершения процесса его использования. Последнее необходимо для оценки правильности результатов предыдущих этапов ЛА и накопления статистического материала, служащего основой анализа новых проектов. Результаты ЛА, как правило, представляются в форме реляционной базы данных – (БД ЛА) –Logistic Support Analysis Records (LSAR).

В ходе ЛА решаются следующие основные задачи:

§ формирование требований к проекту и к системе поддержки на основе сравнения с существующими аналогами; корректировка проектных решений, направленная на обеспечение эффективной эксплуатации;

§ разработка системы поддержки эксплуатации, обеспечивающей наилучшее соотношение затрат, сроков и характеристик пригодности к поддержке (Supportability);

§ определение требований к ресурсам логистической поддержки;

разработка планов постпроизводственной поддержки;

§ оценка и проверка достигнутых показателей эффективности При проведении ЛА формируется интегральный показатель (функционал), характеризующий эффективность системы ИЛП (пригодность к поддержке):

S = F (MTBF, MTTR, RST, MTBMA, MTBR, ROA, RML), где § MTBF (Mean Time Between Failures) – наработка на отказ – § MTTR (Mean Time to Repair) – средний срок работы до § RST (Required Standby Time) – среднее время восстановления (приведения в рабочее состояние) после отказа;

§ MTBMA (Mean Time Between Maintenance Actions) – среднее § MTBR (Mean Time Between Removals) – среднее время между § ROA(Required Operational Availability) – требуемый уровень готовности;

§ RML (Required Maintenance Level) – требуемый уровень обслуживания.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Конкретный вид этого функционала и методика оценки пригодности к поддержке по его количественному значению определяются организацией, проводящей ЛА.

Помимо данных, прямо связанных с изделием, и характеристик пригодности к поддержке результатом ЛА являются:

§ требования к вспомогательному оборудованию, к которому относится стационарное и мобильное оборудование, необходимое для эксплуатации и технического обслуживания изделия, в т.ч.

универсальное оборудование, транспортное оборудование, инструмент, метрологическое и контрольно-измерительное оборудование, диагностическое оборудование, программное § требования к инфраструктуре системы эксплуатации и ремонта:

зданию, сооружениям, системе энергоснабжения и т.д.;

§ требования к количественному и качественному составу персонала и уровню его квалификации;

§ требования к подготовке персонала и средствам обучения;

§ требования, ресурсы и процедуры, связанные с упаковкой, хранением и транспортировкой изделия и вспомогательного оборудования, в т.ч. требования к условиям внешней среды (температуре, влажности, атмосферному давлению, ударам и § особенности работы с опасными материалами, условия их краткосрочного и долгосрочного хранения.

В целом система задач ЛА и последовательность их выполнения построены так, чтобы снизить вероятность неудачных проектных решений, влияющих на эффективность эксплуатации изделия. По аналогии со стандартами серии ИСО 9000, направленными на построение системы, обеспечивающей заданный уровень качества и возможность адекватно демонстрировать потребителю способность управлять качеством, технологии и стандарты ЛА направлены на то, чтобы адекватно доказать потребителю, что все меры, обеспечивающие сокращение стоимости владения изделием, приняты.

До недавнего времени процесс ЛА регламентировался стандартом Министерства обороны США MIL-STD-1388. Более современным и универсальным является стандарт Министерства обороны Великобритании DEF STAN 00-60 [8], de-facto признанный в Европе в качестве международного.

Согласно этим нормативным документам, результаты ЛА представляются в форме базы данных БД ЛА, имеющей регламентированную структуру.

В состав БД ЛА входит комплекс из 104 таблиц, содержащих результаты ЛА. Эти результаты в виде стандартизованных отчетов используются многими потребителями на разных стадиях ЖЦ [8, 21].

На стадии подготовки контракта на разработку и поставку изделия поставщик обязан:

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, 1. Показать, как и какие задачи ЛА будут решаться в ходе проектирования, поставки и эксплуатации изделия, какие цели должны быть достигнуты в процессе ЛА, согласовать с заказчиком стратегию и предварительный план проведения ЛА.

2. Сформировать требования к системе ИЛП и дать предварительные оценки характеристик поддерживаемости изделия, в т.ч.:

§ показать результаты анализа опыта эксплуатации, обслуживания и поддержки изделий-аналогов;

§ показать, как в проекте будут учтены ограничения на логистические ресурсы, какие стандартные элементы конструкции и системы поддержки будут использованы;

§ представить данные по изделиям-аналогам и характеристикам § представить предложения по конструктивным решениям, направленным на улучшение поддерживаемости по сравнению с существующим изделием-аналогом;

§ показать, как и какие параметрические характеристики изделия в процессе проектирования будут изменены для улучшения характеристик поддерживаемости изделия.

3. Представить предварительные результаты анализа и оптимизации вариантов системы логистической поддержки по критерию затраты– эффективность.

4. Дать предварительные оценки ресурсов, необходимых для логистической поддержки изделия, и сопоставить их с имеющимися ресурсами для выявления дефицитов.

На стадии поставки данные ЛА используются следующим образом:

1. Результаты решения задач ЛА используются при проектировании изделия и средств его поддержки (вспомогательного оборудования). В отличие от предыдущей стадии все задачи ЛА решаются в итеративном режиме с поэтапным уточнением исходных и выходных данных. На основе этих данных определяется потребность в запасных частях, расходных материалах, вспомогательном оборудовании и т.д. Устанавливаются основные требования к организации процессов ТОиР и МТО. Все результаты фиксируются в БД ЛА и при необходимости извлекаются оттуда в форме соответствующих отчетов.

2. В процессе производства в БД ЛА фиксируются конкретные конфигурации выпускаемых изделий, уточняются и конкретизируются (привязываются к конкретным экземплярам изделия) требования и процедуры ТОиР 3. БД ЛА используется для разработки других элементов ИЛП, таких как ЭЭД, учебные материалы, и т.д.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России На стадии эксплуатации в БД ЛА поддерживаются данные о фактической конфигурации изделия с учетом возможных изменений, вносимых в ходе его практического применения. Информация о ходе эксплуатации и фактических характеристиках поддерживаемости должна передаваться проектанту, обеспечивая обратную связь и возможность дополнения и корректировки результатов первоначального анализа. На основе этой информации выявляются расхождения между запланированными (проектными) и фактическими характеристиками поддерживаемости и разрабатываются планы мероприятий по устранению этих расхождений. Для реализации этих процедур необходимо на стадии разработки проекта предусматривать возможности и средства обмена цифровыми данными между проектантом и эксплуатантом.

1.4.7.2. Планирование процессов технического обслуживания и ремонта изделия Планирование процессов ТОиР (Maintenance Planning) предполагает:

§ анализ и конкретизацию требований к изделию в части его § разработку и оперативную корректировку плана ТОиР.

Концепция ТОиР предопределяет стратегию этих работ и их системную Система ТОиР – совокупность взаимосвязанных технических средств, специальной технической документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, относящихся к компетенции этой системы.

Согласно ГОСТ 18322-78, техническое обслуживание (ТО) – операция или комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировке.

Тот же ГОСТ 18322-78 определяет ремонт (Р) как комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей.

Принято различать следующие виды ТО изделий:

Виды ТО можно классифицировать в зависимости от:

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, В ходе ТО выполняются регламентированные в конструкторской документации операции, необходимые для поддержания работоспособности или исправности изделия в течение его срока службы.

Выбирая соответствующий метод технического обслуживания изделий, можно назначать величины параметров, относящихся к характеристикам поддерживаемости, минимизируя эксплуатационные затраты.

Помимо перечисленных выше понятий, в стандарте DEF STAN 00-60 введено понятие уровня ТОиР, которое применительно к отечественным оборонным условиям может быть интерпретировано следующим образом:

§ нулевой уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала, непосредственно эксплуатирующего изделие (экипажа);

§ первый уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала подразделения (части), в составе которого эксплуатируется изделие (в армейских условиях – батальонные, полковые ремонтные § второй уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала соединения, в составе которого эксплуатируется изделие (корпусные, дивизионные, армейские ремонтные службы);

§ третий уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала специализированных предприятий фронтового (окружного) § четвертый уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала предприятия-изготовителя.

Каждому уровню соответствует свой набор задач, требования к численности и квалификации обслуживающего и ремонтного персонала, к количеству и номенклатуре запасных частей и заменяемых агрегатов, к составу специального оборудования и т.д.

Конкретизация изложенных выше положений и представлений служит основой содержания концепции ТОиР, разрабатываемой, как правило, поставщиком изделия и согласуемой с заказчиком.

Требования к изделию в отношении ТОиР определяются на основе данных ЛА, содержащихся в БД ЛА, и уточняются по результатам реальной эксплуатации в различных условиях.

На основе концепции и результатов анализа требований разрабатывают и реализуют следующие мероприятия:

§ создание единой системы управления ТОиР, предусматривающей методы и механизмы улучшения показателей надежности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости, что в итоге должно минимизировать эксплуатационные § организацию распределенной системы сбора и обработки службами заказчиков (эксплуатантов) статистической информации о значениях вышеуказанных показателей, а также данных о номенклатуре и количестве используемых запасных частей для Концепция развития CALS-технологий в промышленности России изделия и его компонентов; эти данные извлекаются из специальных документов – формуляров изделия, его агрегатов и систем, в которых фиксируются результаты проведения операций ТОиР, факты замены компонентов, календарные сроки выполнения операций (начало, конец), сведения о работниках, выполнявших операцию и т.д.

§ выполнение службами заказчиков и поставщика централизованного анализа накопленных эксплуатационных и логистических данных;

§ проведение согласованной динамической корректировки планов § подготовку и переподготовку персонала с целью обеспечения План ТОиР разрабатывается в нескольких альтернативных вариантах с учетом распределения работ по упомянутым выше уровням, назначения обслуживающего и ремонтного персонала, обладающего необходимой квалификацией, наличия необходимых запчастей и расходных материалов и т.д.

Планируются календарные даты, трудоемкость работ и их стоимость. Заказчик выбирает наиболее подходящий ему вариант. При расчетах, связанных с планированием ТОиР, используются следующие основные показатели:

§ средняя суммарная продолжительность ТоиР;

§ коэффициент технического использования.

Определения этих показателей содержатся в нормативных документах:

ГОСТ 27.001-96, ГОСТ 27.002-89, ГОСТ 27.003-90, ГОСТ 27.101-96, ГОСТ 15.206-84, ГОСТ 27.301-96 и др. Их значения определяются в процессе ЛА и содержатся в соответствующих таблицах БД ЛА.

1.4.7.3. Интегрированные процедуры поддержки материально-технического Как отмечалось выше, интегрированные процедуры поддержки МТО (Integrated Supply Support Procedures) включают в себя:

§ кодификацию предметов поставки (Codification);

§ определение параметров начального МТО (Initial Provisioning);

§ определение параметров текущего МТО (Provisioning);

§ планирование закупок (Procurement Planning);

§ управление поставками (Supply Management);

§ управление заказами на поставку предметов снабжения (Order § управление счетами на оплату заказанных предметов снабжения Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Кодификация предметов поставки МТО представляет собой четко регламентированную стандартами процедуру присвоения этим предметам кодовых обозначений, однозначно понимаемых всеми причастными к соответствующим процессам службами поставщиков и потребителей. Характерной особенностью этих обозначений является их ориентированность на компьютерную обработку. Цель кодификации состоит в сокращении номенклатуры закупаемых изделий и комплектующих, в исключении неоправданного дублирования и предоставлении необходимой информации потребителям и поставщикам.

Определение параметров начального МТО состоит в формировании перечня (набора) запасных частей и расходных материалов, необходимых для поддержки функционирования изделия в начальный период его эксплуатации, когда текущее МТО может по тем или иным причинам оказаться еще не налаженным. Состав этого набора в отношении номенклатуры необходимых предметов и их количества определяется расчетами, выполняемыми в процессе ЛА. В состав средств и предметов начального МТО, как правило, включают запасные части и материалы, необходимые для эксплуатации не только самого изделия, но и вспомогательного оборудования. В процессе организации начального МТО могут быть подготовлены контракты с фирмами-поставщиками соответствующей продукции. Обычно период действия начального МТО ограничивается сроком до двух лет.

Параметры текущего МТО (номенклатура и объемы поставок) также определяются расчетами, выполняемыми в процессе ЛА, и затем корректируются в зависимости от фактических условий эксплуатации изделия. При этом широко используются иллюстрированные каталоги деталей и элементов изделия, подготовка которых также происходит в процессе ЛА.

Планирование закупок (ПЗ), согласно упомянутым выше стандартам, представляет собой метод запроса и получения от промышленных предприятий сведений о ценах на предметы МТО включая прайс-листы поставщиков. В соответствии со стандартами процедуры ПЗ охватывают два вида деловой практики:

§ процедуры направления запроса о ценах на конкретные предметы МТО от покупателя потенциальному поставщику и последующего ответа поставщика;

§ процедуры запроса покупателем актуального прайс-листа на некоторую номенклатуру предметов МТО и предоставления такого прайс-листа поставщиком в ответ на запрос покупателя.

Возможна также процедура предоставления этих данных покупателю по инициативе поставщика.

Стандарты жестко регламентируют форму и содержание запросов и ответов (сообщений) для обоих случаев, предусматривают формы и процедуры согласования цен и способы кодирования документов, соответствующих разным ситуациям.

На основании результатов ПЗ определяется, у каких поставщиков будут приобретаться те или иные предметы МТО. Именно эти сведения и составКонцепция развития CALS-технологий в промышленности России ляют содержание плана закупок. Эти данные используются на последующих стадиях ИЛП, т.е. при управлении заказами (заявками) и ведении счетов.

В отечественной практике понятие ПЗ существенно шире, чем в стандартах, в связи с чем при практическом внедрении ЛА и ИЛП это понятие подлежит уточнению и развитию.

Управление поставками предусматривает выполнение таких процедур, как оценка уровня текущих запасов по всем предметам МТО, принятие своевременных решений о необходимости пополнения этих запасов, подготовка соответствующих заявок, контроль качества поступающих предметов МТО, организация их хранения и выдачи. На выполнение всех этих процедур существуют предусмотренные стандартами правила и инструкции, определяющие состав и последовательность необходимых действий, а также форму и содержание сопроводительных документов.

Управление заказами – термин, объединяющий все виды действий с заказом (заявкой) от момента его выдачи заказчиком поставщику (с учетом возможных поправок/добавлений, запросов/справок о ходе выполнения и т.д.) вплоть до подтверждения доставки заказанных предметов МТО.

При выполнении этих действий между заказчиком и поставщиком осуществляется информационный обмен, в ходе которого используются следующие транзакции:

1. Размещение заказа (заказчик–поставщик).

2. Получение справок о размещенном заказе (заказчик– поставщик–заказчик).

3. Подтверждение приема заказа (поставщик–заказчик);

4. Отказ от приема заказа (поставщик–заказчик).

5. Извещение об изменении несущественных параметров заказа (поставщик–заказчик).

6. Извещение о выполнении заказа или отгрузке (поставщик– Формат и содержание транзакций регламентированы стандартами.

Управление счетами на оплату заказанных предметов снабжения – информационный обмен между поставщиком и заказчиком при передаче счетов и данных о счетах на оплату в электронном виде. При этом используются следующие транзакции:

1. Отправка счета (поставщик–заказчик).

2. Подтверждение приема счета к оплате (заказчик–поставщик).

3. Отказ от оплаты счета (заказчик–поставщик).

4. Отправка платежного требования (поставщик–заказчик).

5. Прием платежного требования (заказчик–поставщик).

6. Отказ от платежного требования (заказчик–поставщик).

7. Запрос данных о состоянии платежа (поставщик–заказчик).

8. Ответ на запрос о состоянии платежа (заказчик–поставщик).

9. Извещение о состоянии платежа (заказчик–поставщик).

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, Формат и содержание транзакций также регламентированы стандартами.

1.4.7.4. Обеспечение персонала электронной эксплуатационной и ремонтной Одним из важнейших компонентов ИЛП является обеспечение персонала эксплуатационной и ремонтной документацией, выполненной в электронном виде (Electronic Documentation). Характерным свойством такой документации является ее интерактивность, т.е. возможность для обслуживающего и ремонтного персонала получать необходимые сведения о процессах и процедурах в форме прямого диалога с компьютером. Интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР) выполняются в соответствии со следующими нормативно-техническими документами:

§ Р 50. 1. 029-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению: Рекомендации по стандартизации. – М.:

§ Р 50. 1. 030-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Требования к логической структуре базы данных: Рекомендации по стандартизации. – М.: Госстандарт России, 2001.

Согласно этим документам, ИЭТР представляет собой структурированный программно-аппаратный комплекс, содержащий взаимосвязанные технические данные, необходимые при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия. ИЭТР предоставляет в интерактивном режиме справочную и описательную информацию об эксплуатационных и ремонтных процедурах, относящихся к конкретному изделию, непосредственно во время их проведения.

ИЭТР включает в себя БД и электронную систему отображения (ЭСО), предназначенную для визуализации данных и обеспечения интерактивного взаимодействия с пользователем.

БД ИЭТР имеет структуру, позволяющую пользователю быстро получить доступ к нужной информации, и может содержать текстовую и графическую информацию, а также данные в мультимедийной форме (аудио- и видеоданные).

ЭСО обеспечивает унифицированный для всех ИЭТР способ взаимодействия с пользователем и технику представления информации.

ИЭТР предназначены для решения следующих задач:

§ обеспечение пользователя справочными материалами об устройстве и принципах работы изделия;

§ обучение пользователя правилам эксплуатации, обслуживания и Концепция развития CALS-технологий в промышленности России § обеспечение пользователя справочными материалами, необходимыми для эксплуатации изделия, выполнения регламентных § обеспечение пользователя информацией о технологии выполнения операций с изделием, о потребности в необходимых инструментах и материалах, о количестве и квалификации § диагностике состояния оборудования и поиск неисправностей;

§ подготовка и реализация автоматизированного заказа материалов и запасных частей;

§ планирование и учет проведения регламентных работ;

§ обмен данными между потребителем и поставщиком.

Эти задачи решаются благодаря специфическим формам и методам организации БД и способам доступа к ней. По существу ИЭТР является своеобразной базой знаний об изделии и в этом качестве представляет собой интеллектуальное средство поддержки эксплуатации изделия на постпроизводственных стадиях его ЖЦ. Для создания и применения ИЭТР используются специализированные программные продукты.

В этом контексте в состав функций ИЛП входит определение потребности в ИЭТР различных видов и назначения, доведение этой потребности до разработчиков, контроль ее реализации при поставке изделия потребителю и при организации эксплуатации, обслуживания и ремонта изделия, принятие организационных и иных мер при обнаружении некомплектности состава ИЭТР или его отсутствия. Для разработки ИЭТР используются специализированные программные средства, например, программный продукт Technical Guide Builder (TGB), разработанный НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», а также средства управления данными об изделии (PDM), управления конфигурацией (CM) и управления потоками работ (WFМ).

1.4.8. Параллельный инжиниринг Важным понятием концепции ИПИ является принцип параллельного инжиниринга (ПИ) – Concurrent Engineering [9], означающий выполнение процессов разработки и проектирования одновременно с моделированием процессов изготовления и эксплуатации. Сюда же относится одновременное проектирование различных компонентов сложного изделия. При ПИ многие проблемы, которые могут возникнуть на более поздних стадиях ЖЦ, выявляются и решаются на стадии проектирования. Такой подход позволяет улучшить качество изделия, сократить затраты и время его вывода на рынок.

Отличиями параллельного инжиниринга (ПИ) от традиционного подхода § ликвидация традиционных барьеров между функциями отдельных специалистов и организаций путем создания (а при необходимости – последующего преобразования) многопрофильных Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, рабочих групп (см. рис.1), в том числе территориально распределенных;

§ итеративность процесса приближения к необходимому Многопрофильные рабочие группы (МПГ), как следует из их названия, включают специалистов разного профиля и создаются для решения конкретных задач. Например, представители эксплуатанта, генерального разработчика и поставщика комплектующих изделий, т.е. специалисты из разных организаций могут быть собраны в одну МПГ для решения проблемы, возникшей в ходе эксплуатации.

ПИ предполагает замену традиционного последовательного подхода комплексом перекрывающихся во времени операций, направленных на систематическое улучшение разрабатываемого решения вплоть до достижения необходимого результата.

Исходное понимание задачи ведет к первой версии документированных требований, на основе которых разрабатывается первоначальное проектное решение. Оно порождает новые вопросы и позволяет уточнить постановку задачи. Поскольку жесткое требование завершить текущую фазу работы перед началом следующей отсутствует, последовательное проектирование заменяется «работой по спирали».

Эффективная реализация такого подхода невозможна вне ИИС (см. рис. 2).

Возможность применения принципов ПИ возникает благодаря тому, что в ИИС все результаты работы представлены в электронном виде, актуальны, доступны всем участникам и легко могут быть скорректированы.

1.4.9. Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов. Управление изменениями организационных и производственных структур Концепция ИПИ предполагает системное изменение и совершенствование бизнес-процессов разработки, проектирования, производства и эксплуатации изделия. Для этого используется набор разнообразных методов, в т.ч. реинжиниринг бизнес-процессов (Business Process Reengineering) [10], бенчмаркинг (Benchmarking), непрерывное улучшение процессов (Continuous Process Improvement) и т.д.

Внедрению ИПИ на предприятии должны предшествовать:

§ анализ существующей на предприятии ситуации;

§ разработка комплекса функциональных моделей (ФМ) бизнеспроцессов, описывающих текущее состояние среды, в которой § выработка и сопоставление возможных альтернатив усовершенствования как отдельных бизнес-процессов, так и системы Результатами анализа являются:

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России § ФМ альтернативных вариантов усовершенствованных бизнеспроцессов ЖЦ изделия КАК ДОЛЖНО БЫТЬ;

§ выбор предпочтительного варианта на основе взвешенного § описание технической архитектуры ИИС для выбранного § оценка технических характеристик ИИС для выбранного § план действий по реализации выбранного варианта усовершенствования бизнес-процессов ЖЦ и ИИС.

В настоящее время технология моделирования и анализа бизнес-процессов достаточно формализована. Основные этапы этой работы приведены на рис.14. Для разработки ФМ рекомендуется использовать методологию и нотацию SADT [10], регламентированную под названием IDEF0 федеральным стандартом США FIPS 183 и официально принятую в России*.

Общая методика изменения бизнес-процессов в связи с внедрением ИПИ-технологий на предприятии включает в себя следующие этапы:

§ разработка плана изменений и его утверждение руководством.

Создание организационной структуры (рабочей группы ИПИ), которая будет реализовывать разработанный план. На первых этапах эту структуру должен возглавлять руководитель § обучение членов группы ИПИ и другого персонала, причастного к проведению изменений;

§ определение промежуточных (тактических) целей и способов § разработка рабочих планов для всех участников группы ИПИ;

§ создание временных МПГ для решения тактических задач;

Р50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования: Рекомендации по стандартизации. – М.: Госстандарт России, 2001.

Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы,

КАК ДОЛЖНО БЫТЬ. КАК ДОЛЖНО БЫТЬ.

Совокупность всех этих этапов объединяется понятием управления изменениями (Change Management) организационной и производственной 1.4.10. Безбумажный обмен данными и электронная цифровая подпись Все процессы информационного обмена посредством ИИС имеют своей конечной целью максимально возможное исключение из деловой практики традиционных бумажных документов и переход к прямому безбумажному обмену данными. Преимущества и технико-экономическая эффективность такого перехода рассмотрены ниже. Технические аспекты безбумажного обКонцепция развития CALS-технологий в промышленности России мена данными регламентированы рядом международных стандартов и отечественными нормативными документами (см. п. 2.4). Практическая реализация безбумажной технологии обмена данными возможна только при обеспечении легитимности электронного документа, подписанного ЭЦП.

В рекомендациях по стандартизации Р 50. 1. 027-2001 электронный технический документ (ЭТД) трактуется как оформленная надлежащим образом в установленном порядке и зафиксированная на машинном носителе техническая информация, которая может быть представлена в форме, пригодной для ее восприятия человеком. ЭТД логически состоит из двух частей: содержательной и реквизитной. Содержательная часть представляет собой собственно информацию, реквизитная часть содержит аутентификационные и идентификационные данные ЭТД, в т.ч. набор обязательных информационных атрибутов, одну или несколько ЭЦП.

ЭЦП представляет собой набор знаков, генерируемых по определенному алгоритму [6, 7]. ЭЦП является функцией от содержимого подписываемого ЭТД и секретного ключа автора. Секретный ключ (код) есть у каждого субъекта, имеющего право подписи, и может храниться на дискете или смарт-карте. Второй ключ (открытый) используется читателями (получателями) документа для проверки подлинности ЭЦП, сопровождающей документ. При помощи ЭЦП можно подписывать отдельные файлы или фрагменты БД (поля, записи и т.д.). В последнем случае ПО, реализующее ЭЦП, должно встраиваться в прикладные автоматизированные системы. Общий Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, 13 декабря 2001 г. Государственная Дума приняла закон РФ «Об электронной цифровой подписи». Таким образом, этот способ авторизации электронных документов приобретает юридическую силу.

1.5. Эффективность внедрения ИПИ-технологий Анализ информационных материалов, опубликованных как в традиционной печати, так и в сети Интернет, позволил выявить ряд основных аспектов, определяющих эффективность применения ИПИ-технологий:

1. Компьютерная автоматизация, позволяющая повысить производительность основных процессов и операций создания 2. Информационная интеграция процессов, обеспечивающая совместное и многократное использование одних и тех же данных. Интеграция достигается минимизацией числа и сложности вспомогательных процессов и операций, связанных с поиском, преобразованием и передачей информации. Поскольку доля вспомогательных процессов и операций в общем цикле достаточно велика, сокращение связанных с ними затрат времени и средств является существенным фактором экономии. Одним из инструментов интеграции является стандартизация способов и технологий представления данных с тем, чтобы результаты предшествующего процесса могли быть использованы для последующих процессов с минимальными преобразованиями.

3. Переход к безбумажной организации процессов и применение новых моделей их организации. Сегодня основной формой представления результатов интеллектуальной деятельности является бумажный документ, который в таком виде разрабатывается, контролируется, согласовывается и утверждается. Очень часто, даже при использовании компьютерных систем, конечный результат интеллектуальной деятельности формируется в виде бумажного документа, а на последующих стадиях снова преобразовывается в электронный вид. Количество циклов преобразования и трудоемкость достаточно велики. Поэтому переход от бумажного документооборота к электронному позволяет многократно ускорить доставку документов нужным лицам, обеспечить параллельность обсуждения, контроля и утверждения результатов работы, существенно сократить длительность процессов. Из этих аспектов можно выделить конкретные факторы, непосредственно влияющие на экономические показатели производства, применяющего ИПИ-технологии:

· сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых Концепция развития CALS-технологий в промышленности России · сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок;

(в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов;

ремонт изделий (затрат на владение), которые для сложной наукоемкой продукции подчас равны или даже превышают затраты на ее закупку.

Некоторые количественные оценки эффективности внедрения ИПИ (CALS) в промышленности США приведены в [11,12]. Так, в [11] приводятся следующие данные:

§ прямое сокращение затрат на проектирование на 10% … 30%;

§ сокращение времени вывода новых изделий на рынок § сокращение доли брака и объема конструктивных изменений Данные, приведенные в [12] :

§ сокращение затрат на подготовку технической документации § сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации до 30%;

§ сокращение времени разработки изделий на 40 … 60%.

2. Анализ состояния и развития CALS (ИПИ)-технологий и технологий электронного бизнеса в мире и в России 2.1. Опыт выполнения крупных проектов с использованием CALS-технологий Поскольку США были инициатором создания и развития идеологии и методологии CALS, то естественно, что именно в этой стране к настоящему времени накоплен наибольший опыт практического использования CALSтехнологий. Краткие сведения о некоторых проектах приведены в табл. Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, ции, приме- применения няющие CALS Авиационная промышленность Airbus Виртуальная Параллельная Проектирова- Конкуренто- 1990система снабже- обработка ние и техноло- способная про- наст.

Airlines самолетов конфигураци- стратегии CALS уровня автомавремя Концепция развития CALS-технологий в промышленности России ции, приме- применения няющие CALS Motors (виртуальное) интеграции процессов раз- средства обмена Lockheed Рационализация Процесс и Методы и сис- Резкое улучше- 1993ние характери- Whitney 130,000 заявок электронного Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, ции, приме- применения няющие CALS Автомобильная промышленность Телекоммуникации Концепция развития CALS-технологий в промышленности России ции, приме- применения няющие CALS Энергетика Research формационной определяюInstitute инфраструктуры щие требова- мен данными Проектирование и строительство Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, ции, приме- применения няющие CALS CALS в государственных организациях Эта таблица помещена на сайте [11]. Ее данные не претендуют на полноту, однако довольно точно отображают тенденции и направления внедрения CALS-технологий в различных отраслях промышленности и в военном деле.

Из таблицы видно, что наибольшее число проектов реализовано в аэрокосмической промышленности США. Хотя в настоящее время имеются сведения о росте числа проектов и в других отраслях, однако лидирующее положение аэрокосмической промышленности сохраняется. Таблица позволяет также выявить основные направления разработок, к числу которых Концепция развития CALS-технологий в промышленности России Анализ состояния и развития CALS (ИПИ)-технологий и технологий электронного бизнеса в мире и в России § информационная интеграция процессов проектирования и изготовления изделий в рамках как традиционных, так и виртуальных предприятий;

§ электронный обмен данными и параллельное проектирование;

§ создание технической документации в безбумажной форме;

§ управление данными об изделии;

§ управление закупками и поставками с использованием электронного обмена данными между поставщиком и потребителем;

§ информационная поддержка процессов эксплуатации и обслуживания техники (включая обучение персонала, новые формы заказа запчастей) на основе использования ИЭТР;

§ создание безбумажных систем и процессов управления § интегрированное информационно-техническое обслуживание заказчика (преимущественно госзаказчика);

§ обеспечение информационной безопасности в процессах обмена Эти направления вполне корреспондируются с общими принципами и инвариантными понятиями, сформулированными выше.

Характерным примером международного отраслевого проекта является проект POSC/Caesar, начатый еще в 1993г. Цель проекта – внедрение CALSтехнологий в нефтегазовой промышленности, в том числе разработка модели данных о нефтегазовом оборудовании для информационной поддержки этапов ввода его в эксплуатацию, собственно эксплуатации и ремонта. В 1997г. была создана одноименная международная ассоциация участников этого проекта. Один из основных методических принципов проекта – создание международной нормативной базы. Реализация этого принципа привела к созданию в процессе работы над проектом ряда международных стандартов, например, стандарта ISO 15926 OIL & GAS, особенностью которого является ориентация не на обмен данными, а на их использование в режиме разделенного доступа. Стандарт ISO 15926 использует в качестве информационных объектов обобщенные и интегрированные ресурсы, а для описания модели данных – язык EXPRESS. Эти компоненты являются составными частями стандарта ISO 10303 (STEP).

Примеры конкретных разработок в рамках проекта:

§ информационная модель системы переработки нефти, описанная на языке EXPRESS (описаны конструктивные элементы, § информационная модель системы очистки воды от газонефтяной смеси (описание трубопроводов и агрегатов).

Участниками проекта – членами ассоциации являются компании: BNFL, BP Amoco, Conoco, Foster Wheeler Energy, Shell, Det Norske Veritas, FMC Kongsberg Subsea, Intergraph, Norsk Hydro, Oracle, Statoil, ABB, Akzo Nobel и другие.

Следует также отметить проект PLCS (Product Life-cycle Support) в рамках которого разрабатывается модель данных (на основе стандарта STEP), приКонцепция развития CALS-технологий в промышленности России Раздел I. CALS (ИПИ) на машиностроительных предприятиях России – принципы, званная обеспечить информационную поддержку процессов в ходе всего Участниками проекта являются компании и организации: Airbus Industrie, 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 2.2. ИПИ-проекты в России Пилотный проект: "Разработка и апробация нормативной базы и программно-технических средств, обеспечивающих применение на конверсируемых предприятиях ИПИ-технологий при разработке и производстве оборудования для ТЭК на Воронежском механическом заводе" Внедрение ИПИ на машиностроительном предприятии вообще и на предприятии такого масштаба и народнохозяйственной значимости, как Воронежский механический завод (ВМЗ), требует больших усилий со стороны разработчиков и персонала предприятия, а также весьма существенных материальных, трудовых, временных затрат и, как следствие, финансовых ресурсов. В этой связи конкретизированы цели проекта, а также задачи, решение которых позволит их достичь.