Автоматизация деловых процессов: CALS — технология

В организации, занятой производством обычно выполняют функции планирования деятельности (планирование и финансовый учёт, контроль и обеспечение принятия решений); технического проектирования (создание концепции продукта, технический анализ, разработка продукта, спецификация, планирование процесса); производственного планирования и контроля (материальное обеспечение, планирование и управление производством, учёт производства).

Эти функции интегрируются с помощью обмена информацией. Вопрос рационального соотношения этих функций является одним из важнейших, и для этого в мире уже давно используют стандарты по управлению производством. Использование этих стандартов приводит к предсказуемым результатам во всех внутренних и внешних операциях. Это т.н. стандарты рекомендаций — описание общих правил планирования и контроля различных стадий производственного процесса, начиная с процесса разработки продукта до его эксплуатации, сервисного обслуживания и эксплуатации (MRP — 2, ERP, CSRP и другие). Эти стандарты используются в CALS — технологии Дословно CALS (Computer Aided Logistic Support) — компьютерная поддержка поставок. Сегодня CALS трактуют шире (Continuous Acquisition and life cycle Support) — непрерывная информационная поддержка всего ЖЦ продукта.

Основная идея CALS — технологии состоит в совместимости использования информации заинтересованными сторонами на всех стадиях ЖЦ продукта. Для этого создаются единые информационные модели продукта, бизнес — процессов, производственной и эксплуатационной среды, стандартизируются способы доступа и методы защиты информации, юридические вопросы её совместного использования. Это обеспечивает эффективную кооперацию всех участников ЖЦ продукта, повышение качества продукции, стандартизацию, электронную форму конструкторской документации, электронные расчёты в потребностях материалов, создание справочников по эксплуатации и т. п.

Целью применения CALS-технологий является повышение эффективности их деятельности за счет ускорения процессов исследования и разработки продукции, сокращения издержек производства и эксплуатации продукции, повышения уровня сервиса в ее эксплуатации и техническом обслуживании.

CALS-технологии применяют, прежде всего, при разработке и производстве сложной наукоемкой продукции интегрированными промышленными структурами, включающими в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков готовой продукции, потребителей, предприятия технического обслуживания, ремонта и утилизации продукции.

Применение CALS-технологий позволяет эффективно решать проблемы качества продукции, поскольку электронное описание процессов разработки, производства и использования соответствует международным стандартам ИСО серии 9000, что гарантирует выпуск высококачественной продукции. http://calscenter.com/introduction/concept.htm

Таким образом, во-первых, CALS — это идеология создания единой информационной среды для процессов проектирования, производства и эксплуатации продукции (охват всех стадий ЖЦ продукции от замысла до утилизации).

Во-вторых, интеграция достигается стандартизацией представления информации в процессах создания изделий, что является базисом для информационной интеграции и преемственности в использовании информации.

В-третьих, географически распределенные компании кооперируются для выполнения сложных проектов или вывода на рынок нового продукта. Возникают «виртуальные» предприятия, что требует использовать данные в электронной форме от партнеров и передавать им результаты своей работы.

Ситуация на мировом рынке наукоемкой продукции развивается в сторону полного перехода на безбумажную электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта продукции. Можно ожидать, что в ближайшее время мировой рынок наукоемких технологий и промышленной кооперации полностью перейдет на стандарты CALS. В промышленно развитых странах в области CALS активно реализуются масштабные программы. По данным аналитиков, CALS-технология позволяет в масштабах промышленности США экономить десятки млрд. $ в год, сократить сроки проведения всех работ на 15—20%.

В России CALS-технологии пока не нашли широкого применения. Причинами этого являются общее отставание в компьютеризации, отсутствие нормативной базы для перехода на электронное взаимодействие и обмен данными. Существующий комплекс стандартов (ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД и др.) и нормативных документов не позволяет отказаться от традиционного бумажного документооборота. Применение ИТ только дублирует бумажный документопоток, что противоречит самой сущности концепции CALS.

Для решения указанных задач создан научно-исследовательский центр CALS-технологий «Прикладная логистика», который уже выполнил ряд работ. Действует технический комитет при Госстандарте России, основной задачей которого является разработка стандартов в области CALS. По инициативе Минэкономики России в сети Internet создан сервер http://www.cals.ru. В. Баранов, Е. Судов. Cals-технология для военной продукции // Стандарты и качество 2000 № 3, с. 33−37.

Внедрению на предприятии ИС должно предшествовать его обследование с целью определения оптимальности процессов, распределения ресурсов между функциями и т. д. Бизнес-модель предприятия может создаваться с помощью различных инструментов. Одна из них — методология IDEF/0 (РД Госстандарта РФ «Методология функционального моделирования IDEF/0»). Метод IDEF/0 обеспечивает моделирование выполнения функций объекта с помощью графической модели, показывающей что, как и кем делается. Функциональная модель (ФМ) это структурированное изображение функций производственной системы или среды, информации и объектов, связывающих эти функции.

Анализ бизнес-процессов предприятия часто приводит к выводам о необходимости их технологической и организационной перестройки. Задача такой перестройки состоит в повышении эффективность функционирования организации, т. е. увеличить прибыль, снизить издержки, повысить качество продукции, поднять производственный потенциал и т. д. Организационную и технологическую перестройку процессов, составляющих в совокупности деятельность организации, принято называть реинжинирингом.

Результатом проведения работ является ФМ предприятия «как должно быть», описывающая более совершенную технологию выполнения процессов, а также БД о процессах, материальных и информационных потоках, ресурсах.

На основе формализованного описания бизнес-процессов можно:

выполнить проектирование информационной инфраструктуры, процедур и регламентов информационного взаимодействия;

разработать регламенты и процедуры обеспечения качества продукции;

разработать документооборот, СТП, должностные инструкции и др.;

проанализировать риски в плане информационной безопасности.

Управление данными об изделии в CALS-технологии. Информация об изделии — это наборы данных, которые порождаются и используется на этапах ЖЦ и включают в себя информацию о конфигурации и структуре изделия, характеристиках и свойствах, организационную информацию (описание процессов, связанных с изменением данных об изделии, необходимые ресурсы — люди, материалы), информацию о контрольных испытаниях и т. д. (рисунок 3.1.).

Рисунок 3.1. — Информация об изделии и процессы ЖЦ изделия.

Информацию об изделии можно распределить по этапам его ЖЦ.

Конструкторские данные об изделии — совокупность информационных объектов (ИОб), порождаемых при проектировании изделия, со сведениями о его составе и структуре, компонентах и их технических характеристиках, результатах расчетов и моделирования, о допусках на изготовление деталей и т. д.

Технологические данные об изделии — совокупность ИОб, порождаемых на стадии технологической подготовки производства. Содержит сведения об изготовлении и контроле изделия в процессе производства (в т.ч. входной контроль покупных изделий и материалов). Включает описание маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управляющие программы станков с ЧПУ, данные для проектирования приспособлений и т. д.

Производственные данные об изделии — совокупность ИОб, порождаемых в процессе производства, содержащая сведения о статусе конкретных экземпляров изделия и его компонентов в производственном цикле.

Данные о качестве изделия — совокупность ИОб, порождаемых при выполнении всех видов контроля, содержащая сведения о степени соответствия экземпляров изделия и его компонентов заданным техническим требованиям и условиям, требованиям стандартов и других нормативных документов.

Логистические данные об изделии — совокупность ИОб, порождаемых в процессе проектирования, содержащая сведения для интегрированной логистической поддержки изделия на постпроизводственных стадиях ЖЦ.

Эксплуатационные данные об изделии — совокупность ИОб, содержащая сведения, необходимые для организации обслуживания, ремонта и других действий, обеспечивающих работоспособность изделия. Включает интерактивное электронное техническое руководство по эксплуатации и ремонту (ИЭТР).

Для организации информации и предоставления ее различным прикладным программам, будь то CAD, CAM, MRP, система подготовки ИЭТР, система автоматизации складов или бухгалтерские программы применяется международный стандарт ISO 10 303 STEP (ГОСТ Р ИСО 10 303) — Стандарт о представлении информации об изделии и способам работы с ней.

Интегрированная логистическая поддержка в CALS-технологии. До сих пор недостаточно внимание уделяется вопросам, связанным с информационной и организационной поддержкой послепроизводственных стадий ЖЦ изделий — таким как закупка и поставка изделий, ввод их в действие, эксплуатация, сервисное обслуживание и ремонт, поставка запасных частей и т. д. Эти вопросы объединяются понятием «интегрированной логистической поддержки» (ИЛП), являющейся важной составной частью концепции CALS.

По данным ГК «Росвооружение» целый ряд стратегических заказчиков ставит требование создания системы логистической поддержки необходимым условием заключения крупных контрактов на поставку военных кораблей, изделий военной и гражданской авиационной техники. Требования системы ИЛП связаны с желанием покупателя сократить «затраты на владение», которые для наукоемкого изделия равны или превышают затраты на его закупку.

Цели создания системы ИЛП: оказывать влияние на разработку для обеспечения в будущем оптимальной эксплуатации, определять ресурсы обеспечения, получать необходимые ресурсы, предоставлять ресурсы обеспечения по минимальной цене в течение срока службы техники.

Типовой перечень задач ИЛП содержится в военном стандарте Великобритании (DEF-STAN-0060). Он выступает как модель ИЛП для любой продукции военного или гражданского назначения. В соответствии с вышеупомянутым стандартом ИЛП включает в себя:

проработку логистической поддержки изделия (Logistics Support Analysis) на стадии его проектирования, который предусматривает определение требований к готовности (боеготовности) изделия, допустимых затрат и ресурсов необходимых для поддержания изделия в нужном состоянии, создание БД, необходимых для отслеживания перечисленных параметров в ходе ЖЦ изделия;

создание электронной технической документации (Electronic Documentation), необходимой для закупки, поставки, ввода в действие, эксплуатации, сервисного обслуживания и ремонта изделия, с целью использования данных о ходе эксплуатации для определения в каждый момент времени фактического объема работ по обслуживанию и потребности в материальных ресурсах (запасные части, материалы, оборудование);

применение стандартизованных процессов поставки средств материально-технического обеспечения (МТО), создание компьютерных систем поддержки этих процессов (Integrated Supply Support Procedures);

применение стандартизованных решений по кодификации изделий и предметов снабжения (Codification);

создание и применение компьютерных систем планирования потребностей в МТО (Procurement Planning), формирования заявок (Order Administration) и управления контрактами (Invoicing) на поставку МТО.

Удовлетворение требований заказчика — это только часть задачи, другая часть — усовершенствование процессов на производственной стадии ЖЦ изделия, с целью сокращения затрат на производство и поддержание изделия в готовом состоянии, повышения качества производимой продукции. Исходя из этого, интегрированная логистическая поддержка — это «…жестко регламентированный подход к организации ЖЦ изделия, касающийся как потребителя так и поставщика, цель которого обеспечить максимальную простоту и дешевизну эксплуатации и поддержки изделия, контроль затрат на всех стадиях ЖЦ». В настоящее время законченных решений в области ИЛП не существует.

В рамках CALS, информационная поддержка эксплуатации изделий обеспечивается интерактивным электронным техническим руководством по эксплуатации и ремонту (ИЭТР) — это комплекс интегрированных программных средств, который включает в себя БД об изделии и правилах его эксплуатации, и электронную систему отображения для визуализации данных и обеспечения интерактивного взаимодействия с пользователем. Руководство готовится в автоматизированной системе и позволяет в интерактивном режиме предоставлять информацию о проведении эксплуатационных и ремонтных процедур.

ИЭТР применяются в следующих областях:

обучение персонала правилам эксплуатации и ремонта изделия;

обеспечение справочными данными об устройстве и принципах работы изделия, а также при эксплуатации, регламентных работах и ремонте изделия;

обеспечение информацией об операциях с изделием (необходимый инструмент и материалы, количество и квалификация персонала);

диагностика оборудования и поиска неисправностей;

автоматизированный заказ материалов и запасных частей;

планирование и учет проведения регламентных работ;

обмен данными между потребителем и поставщиком.

Для описания требований к структуре БД ИЭТР используется терминология языка SGML (ISO 8879). В соответствии с требованиями стандарта ISO 8879 структура БД описывается путем декларации (объявления) набора информационных объектов, их атрибутов, связей и иерархии. Совокупность указанных деклараций в терминах SGML называется описанием логической структуры документа — DTD (Document Type Definition). Таким образом, БД любого ИЭТР представляет собой совокупность данных, логическая структура которых соответствует некоторому заданному DTD.

С целью унификации форматов данных, способ их представления в ИЭТР определен стандартами ISO 8879 (текстовая информация), ISO 10 744 (мультимедийная информация), структура БД определена спецификациями Министерства обороны США и спецификациями европейских стран.

В России разработаны и утверждены два руководства по стандартизации — «Р50.1.029−2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению» и «Р50.1.030−2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Логическая структура базы данных» .

В настоящее время для подготовки электронной документации зачастую используются текстовые редакторы или издательские системы. Но это не позволяет управлять структурой документа, организовать коллективную работу над проектом, такая система подготовки документации не интегрирована с используемой на предприятии системой управления данными об изделии.

В CALS-концепции речь идет о преемственности информации на протяжении ЖЦ изделия. Поэтому ИЭТР формируется в основном автоматически на основе конструкторского описания изделия, т. е. путем генерации электронной документации из PDM-системы, с возможностью редактирования. Это обеспечивает преемственность и непротиворечивость информации.

Для подготовки ИЭТР НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика» разработана система Technical Guide Builder (TGB). На конференции 2000 г. Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение и Конструкторское бюро приборостроения (г. Тула) продемонстрировали образцы электронной документации на изделия «СУ-30МК» и «Корнет-Э», подготовленные с использованием данного программного продукта. www.cals.ru