Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

CALS-технологии. 2

понятие калс

cals – это концепция, объединяющая принципы и технологии информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях, основанная на исползованнии интегрированной информационной среды (единого информационного пространства), обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействие всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков ( производитнлей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная, в соответствии с тербованиями система международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия, приимущественно по средствам электронного обмена данными.

КАЛС – иформацинная стратегия, перес

Цель применения – повышение эффективности деятельности предприятия за счет:

Ускорения процессов исследования, проектирования и разработки продукции
Приданию изделию новых свойств
Сокращение издержек в процессах произвлдства и эксплуатации
Повышения уровня сервиса в процессах ее эксплуатации и техничекого обслуживания.

Стратегия CALS объединяет в себе

Применение современных информационных технологий
Инжиниринг и реинжиниринг бизнес-процессов
Применение методов «параллельной разработки» (проектирования)
Высокий уровень стандартизации в области совместного использования данных и электронного обмена данными
Интеграцию образования и производства, подготовки и переподготовки специалистов, связь эффективности производства с качеством подготовки специалистов.

CALS –порождение новых информационных технологий, сонов на:

Высокой степени стандартизации в производстве и информатизации
Интеграции вычислителььных и техничнских средств
Электронизации информационных ресурсов
Развитием систем телекоммуникаций

2. Этапы развития информационных технологий при производстве изделий

1960-е автоматизация выполнения простейших функций

1970-е интеллектуальная направленность информационных технологий

80-е расширение областей применения инф технологий

90 стремление к объединению информационных технологий. Появились интегрированные системы.

Совместное использование информации
Создание виртуальных предприятий
Информация стала основным товаром.

Недостатки инф тех и авт производств

Фрагментация информации
Многократное дублирование данных
Несовместимость различных представлений об одном и том же изделии
Невозможность интеграции различных ИАСУ
Противоречивость и не применение стандартов
Неэффективное использование средств вычислительной техники.

Указанные проблемы решаются за счет:

Согласование информационных представлений об изделиях и процессах
Организация активного обмена согласованной информацией об изделия х и процессах между деловыми партнерами
Исчерпывающего анализа всех факторов, влияющих на конкурентноспособность изделий…

ГПС гибкие производственные системы и интегрированные компьтеризированные производства(КИП)

Появление – начало 80-х годов ХХ века
ГПС (ГОСТ 26228-90) – управляемая средствами вычислительной техники соваокупность техноолгического оборудования, состоящего из разных сочетаний гибких производственных модулей и (или) гибких производственных ячеек, автоматизированной системы техноолгической подготовки производства и системы обеспечения функционироваия, обладающая свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий.
Особенность ГПС – наличие новой компоненты – компьютерной ситемы…

Эффект от ГПС

Уменьшение размеров предприятий
Увеличение коэффициента использования оборудования и снижение накладных расходов
Уменьшение объема незавершенного производства
Сокращение затрат на рабочую силу в результате организации «безлюдного производства»
Ускорение сменяемости моделей выпускаемой продукции в соответствии с требованием рынка, сокращенеи сроков поствок продукции и повышение ее качества.

Компьютеризированное интегрированное производство (КИП) (computer integraited manifectori CIM)

Появляется в конце 80-х начале 90-х

Новизна КИП – не только в применении компьтерных технологий для автоматизации тех процуессов и операций., но создание интегрированной информационной системы предприятия.

Информационная интерграция процессоа достигается путем использования общих баз данных, позволяющих более эффективно решать вопросы разработки и проектирования изделий, подготовки производста, планирование и управление производством,……

КИП в россии

Разработке и практическому воплощение концепции КИП был посвящен целый ряд …

КИП за рубежом

Был реализован в компании MAZAK. С 1985 по 1995 было открыто много заводов. Около 20 КИП с различным уровнем …

Интегрированные автоматизированные системы управления КИП (ИАСУ)

Появились в ГПС, в концепции КИП

В КИП на ИАСУ были возложены функции:

Автоматизации процессов проектирования и производства деталей
Совршенно новые задачи, связанные с обеспечением информационной интеграции процессов. Эта интеграция должна была осуществляться за счет совместного использования одной и той же информации (в электронном виде) для решения различных задач.

Состав ИАСУ:

Автоматизированная система управления предприятием
АСУ конструкторско технологической подготовкой производства
АСУ гибкими производственными участками
АСУ транспортно-складской системойАСУ АТСС
АСУ инструментального обеспечения АСИО
АСУ научными исследованиями АСНИ

Практика показала, что из всех задач наиболее типизированными оказались задачи авт проектир и подготовки призводства, а также задачи…

MRP

MRP (materials requirement planning – планирование потребностей в материалах)

В начале 90-х появился ERP (управление ресурсами предприятия)

Сегодня термин мрп2 и ерп практически полностью вытеснили термины АСУП

В рамкакх концепции КИП возник и был опробован ряд идей, приципов, технологий:

Задачи автоматизации спздания традиционной (бумажной) конструкторской документации
При помощи систем технологической подготовки производства (САМ) разрабатывались программы для ЧПУ.
…
В КИП впервые не только решались задачи автоматизации отдельных производственных процессов, но и начали частично реализоватья принципы информационной интеграции.

(CAD = САПР; CAM = САП; CAPP = САПР ТП; CAE = АСМИ)

Понятие жизненного цикла продцкыии

Предпосылки

Гпс решали задачи, касающиеся исклюсительно производства изделия
В кип круг задач решительно расширился
Анализ развития информационных технологий в производстве

Определение ЖЦ

Жизненный цикл продукции (ISO 9004) – совокупость процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции, до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукции.

Основные стадии ЖЦ

Маркетинг (сначала выяснить, что нужно, в каком объеме);
Проектирование и разработка продукции (инженерный этап. Используется CAD и CAE)
Планирование и разработка процессов
Закупка материалов и комплектующих
Производство или предоставление услуг
Упаковка и хранение
Реализация
Монтаж и ввод в эксплуатауию
Техническая помощ и сервисное обслуживание
Утилизация и переработка в конце полезного срока службы

Категории продукции:

Технияеские средства, обработанные материалы, услуги, ПО.

Возникновение концепции CALS и ее эволюция

Потребности рынка производства (вынудающая причина)
Естественная эволюция

Жесткая конкуренция на международном рынке ставит перед промышленниками и предпринимателями следующие проблемы:

Проблема критичности

Способы повышения конкурентоспособности

Традиционные:

Снижение стоимости
Повышение качества, надежности и эффективности
Расширение функциональных возможностей

Новые:

Снижение затрат на эксплуатацию, ремонт и утилизацию
Обеспечение простоты и удобства эксплуатации и обслуживания
Быстрота реакции на потребности рынка
Доступность актуальной документации и простота ее обработки
Сниженеие временных и материальных затрат на обучение персонала по эксплуатации
Снижение временных и материальных затарат на переобучение персонала.

CALS КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА ПРОЦЕССА ПОСТАВОК

Впервые бла бла бла

Новая концепция – инструмент совершенствования управления материально-техническим обеспечение армии США

Реализация новой концепции, получившей название cals

Появилась реальная потребность в оргонизации ИИС, обеспечивающей обмен обмен данными между заказчиком, производителями и потребителями пвоенной техники, а так же повышение уравляемости,

Исторический факт

Большой объем бумажной документации приводил к тому, что вес документов превышал вес оружия. Необходимость сокращение цикла от возникновения потребности до реализации. Было в калс в 1980.

Cals – continous

Непрерывная поставка и информационная поддержка жизненного цикла продукции. Так называется и до сих пор.

Развитие калс

Концептуальная модель cals

Базовые принципы CALS

Системная информационная поддержка ЖЦ
Информационная интграция за счет стандартизации информационного описания объекта управления
Разделение программных данных, ориентация на готовые коммерческие программно-технические решения.
Безбумажное представление информации, использование электронной подписи.
Параллельный инжиниринг
Непрерывное совершенствование бизнес-процессов.

Базовые управленческие технологии включают:

Технологии управления процессами, инвариантные по отношению к объекту (продукции)
Управление проектами и заданиями.
Управление ресурсами (manufacturing resource planning)
Управление качеством (quality Management)
Интегрированная логистическая поддержка (Integrated logistic support)

Базовые технологии управления данными:

Технологии управления данными об изделии
Технологии управления данными о процессе
Технологии управления данными о ресурсах
Технологии управления данными о среде

Системная информационная поддержка ЖЦ изделия,

Интегрированная информационная среда (ИИС) – 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 данные в интегрированной информационной среде хранятся в виде информационных объектов.

ИИС часто представляет собой модульную систему, в которой реализуются следующие принципы:

Прикладные программные средства отделены от данных;
Структуры данных и интерфейс доступа к ним стандартизованы;
Данные об изделии, процессах и ресурсах не дублируются, число ошибок в них минимизируется, обеспечивается полнота и целостность информации;
Прикладные средства работы с данными представляют собой типовые коммерческие решения различных производителей, что обеспечивает возможность дальнейшего развития ИИС.

Безбумажное представление информации, применение электронно-цифровой подписи.

Все процессы информационного обмена по средствам интегрирования информационной среды должны обеспечить переход к прямому безбумажному обмену данными. Преимущества и технико-экономическая эффективность такого перехода очевидна
На переходном периоде необходимо обеспечить сосуществование и совместное использование как бумажной, так и электронной форм представления информации и гармонизировать применяемые понятия.

Структура электронного документ

Электронно цифровая подпись (ЭЦП) – гост 34.10-2002

Общая схема использования ЭЦП рис 2.

Процедура электронноц ифровоф подписи основана на математических принципов систем с отурытым ключем.

Формирование пожписи используется индивидуальное число (закрытый ключ) пользователя – этот ключ пораждается с помощью генератора случайных чисел , сохраняется пользователем в секрете все время его действия. Для проверки подлинности цифровой подписи применяется открытый ключ, который по известному алгоритму вычисляется из закрытого ключа и предоставляется всем, кому это необходимо для проверки подлинности цифровой подписи.

ЭЦП представляет собой математическую функцию содержимого подписываемых данных и секретного ключа автора, вычисляемую по стандартизованному алгоритму (ГОСТ 34.10-2002)

В результате формируется пара чисел – префикс и суффикс ЭЦП.

Для проверки подлинности подписей используют открытые ключи, которыми участники процесса должны обменяться друг с другом. Пробоема будет возникать, когда таких учатников много, решение – использование сертификатов ключа. Используется структура – центр сертификации ключей.

Для каждого открытого ключа формируется пакет данных, содержащий самооткрытый ключ и данные о его владельце и подписывает этот пакет собственное ЭЦП, такой пакет данных называется сертификатом ключа. В свою очередь открытый ключ центра сертификации заверяется центром сертификации более высокого уровня. В результате образуется цепочка сертификатов, от ключа проверки подписи конечного пользователя до самого главного центра сертификации. Сами сертификаты не содержат конфиденциальной информации, могут передаваться в открытом виде по сетям передачи данных.

Процедура проверки подленности подписи:

Из эцп выделяются префикс и суффикс
С использованием процедуры хэширования и открытого ключа вычисляется значение, которое должно быть префиксом ключа, оба полученные значения сравниваются, если совпадают, то данные – подлинные, если нет, то подпись не действительна.

Параллельный инжиниринг

Управление качеством

Это управление процессами, направленное на обеспечение качества и их результатов. Такой подход соответствует идеям всеобщего управления качеством (Total Quality Management).

Укрупененная структура СМК

Схема в блоке

Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП).

В настоящее время важной характеристикой наукоемкго изделия является величина затрат на поддержку его жизненного цикла. Эти затраты включают:

Расходы на разработку и производство изделия
Затраты на ввод изделия в дейстуие
Затраты на эксплуатацию и поддержание этого изделия в работоспособном сотоянии

На рынке есть различные варианты уменьшения затрат. Дальше у димона.

Комплекс управленческих технологий, направленных на сокращение затрат на поддержку ЖЦ изделия объединяется понятием ИЛП.

Базовые технологии управления данным и информационные модели.

Информация циркулирует в системе информационной поддержки ЖЦ изделия:

Данные о продукции
Данные о выполняемых процессах
О ресурсах, требуемых для выполнения процессов.

Информация об изделиях:

Данные о составе и структуре изделия, используемых материалах и комплектующих изделиях с указанием возможных альтернатив и их взаимозаменяемости.
Данные, определяющие состав возможной конфигурации изделия, в зависимости от внешних требования и условий, а также данные об отличиях конкретных экземпляров изделий, партий изделий.
Данные о технических, физических и других характеристиках изделия.
Классификационные и индентификационные данные об изделиях и его компонентах, в том чисел е его наименование, ОБОзначенеи, классификационные коды, данные о поставщиках, сведения, касающиеся степени конфиденциальности информации о изделии и его компонентов.
Геометрические данные, представленные в форме объемных геометрических изделий, сборочных едениц и отдельных деталей, электронные и сканированные бумажные чертежи.
Текстовая документация.
Сведения об имеющихся версиях структуры изделия, документов, моделей и чертежей и их статусе.
Данные о разработчиках.
Указания и требования, касающиеся финишной обработки и качества поверхностей готового изделия.
Данные о качестве изделия.
Данные об эксплуатации.

Ресурс

Ресурс – это совокупность материальных, финансовых, интеллектуальных или иных ценностей, используемых и расходуемых в ходе деятельности, связанной с разработкой, проектированием, производством или эксплуатацией изделия.

Ресурсы могут иметь различную природу, свойства и характеристики.

Отношения между ресурсами могут быть разными по взаимозаменяемости.

Классификационные характеристики ресурсов: по типу производства, по характеру расхода и возобновления, по профилю доступности, по способу измерения величины.

Бизнес-процесс

Процесс (бизнес-процесс) – совокупность последовательно или/и параллейльно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами.

БП протекает в соответствии с управляемыми деррективами, вырабатываемыми на основе цели деятельности. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические и выполняются ограничения сос стороны других процессов и внешней среды.

Информационыые модели изделия, процессов и ресурсов.

6. Преимущества использования CALS

информационная интеграция процессов, обеспечивающая совместное и многократное использование одних и тех же данных.
комплексная компьютерная автоматизация, позволяющая повысить производительность процессов и операций создания информации
переход к безбумажной оргонизациии процессов, и применение новых моделий их оргонизации.

Факторы, влияющие на экономические показатели производства, применяющего CALS-технолгии.

С
С
С
Увеличение объемов продаж изделий
Сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий («затрат на владение»), которые для сложной наукоемкой продукции подчас равны или повышают затраты на ее закупку.

7. общие представления об интегрированной информационной среде (ИИС)

ИИС является ядром калс технологий.

Структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия.

15. общая база данных об изделии

6. маркетинг, определение требований к изделию

7. созд

8. формирование структуры и состава изделия

10. создание 3д образов детали

11. контрольная сборка

13. разработка технологий сборки и монтажа

14. разработка технологии контроля и испвтаний

Остальное у димон, схема в блоке.

16. организацилонная и

17. производство

18. постпроизводственная стадия

19. оперативно-календарное планирование

20. закупка материалов и комплектующих

21. входной контроль

22. обработка

23. контроль деталей в процемме обработки

24. сборка (монтаж)

25. проверка и испытания готового изделия

26. консерваця, упаковка, хранение

27. отгрузка, транспортировка

28. монтаж у потребителя

29. эксплуатация, обслуживание, ремонт

30. утилизация

Назначение общей базы данных изделий (ОБДИ)

ОБДИ обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности:

Заказчиков
Разработчиков
Изготовителя
Эксплуатационного и ремонтного персонала.

ОБДИ делится на 3 раздела:

Нормативно-справочный

Материалы

Нормали
…

Долговременный

Готовые проекты
Типовые узлы
Типовые детали
…

Актуальный

Технические требования
…

ОБДИ

Общая база данных о технической среде (остальное у димона) схема 6

CALS в России

Стандарты CALS. Используемые в CALS программные продукты

Направления CALS стандартизации:

Применение для решения задач CALS уже существующих стандартов;
Разработка принципиально новых стандартов.

В первых проектах в области CALS использовались уже существующие стандарты, как правило военные. С США это ст, представляющие собой трактовку некоторых стандартов ИСО и других оргонизаций.

Стандарты первого поколения в основном регламентировали форматы данных.

К стандартам первого поколения использовались документы, регламентирующие управление и распростронение информации в электронном виде, в том числе и через сеть интернет, соответственно язык HTML тоже туда вошел.

Проблемы, возникшие при использовании стандартов первого поколения способствовали новой серии CALS стандартов, построенных на более совершенной идеологической базе. Самым первым из значимых явисля стандарт ISO 10303 STEP, преднозначенный для написание в нейтральном формате модели продукции. Вторым значимым стандартом явился стандарт ИСО 13584 PLIM. Стандарты второго поколения регламентировали не форматы, а структуры информационных моделей с использованием специально разработаннх языков.

К стнандартам CALS традиционно относят информационные стандарты и спецификации по след прелметным облостям:

Общие принципы электронного обмена данными и опред
Технология обеспечения безопасности данных и шифрование в процессе обмена, применение электронно цифровой подписи для подтверждения достоверности
Форматы и модели данных об изделии, технологии представления данных, способы доступа и использования данных, описывающих изделия, процессы и среду, в которой протекает ЖЦ изделия.

Классификация стандартов по месту разработки:

Стандарты Международной оргонизации по стандартизации ISO
Военные стандарты и спецификации НАТО;
Национальные стандарты, в том числе стандарты мин обороны США и великобритании.
Международные спецификации Европейского авиационного консорциума (АЕСМА)

Представление информации о продукте:

ISO/IEC 10303 Standart for the Exchange of product Model Date (STEP)
ISO 13584 Industria Automation …

Представление текстовой и графической инофрмации

ISO/IEC 10179 Document style semantics and specification language (DSSSL)
Iso/iec IS 10744 (Hy time)

Стандарты общего назначения

ISO 11179
MIL-STD-974 (CITIS)
MIL-SRD-2549
MIL-HDBK-61
ISO 11179
ISO 3166
ISO 31

…на основе которого строятся последующие CALS стандарты.

Step определяет нейтральный формат представления данных об изделии в виде информационной модели. Данные об изделии включают:

Состав и конфигурацию изделия, геометрические модели разных типов, административные данные и специальные данные.

Для обеспечения возможности единообразного описания изделий в различных прикладных областях предполагается, что информационные модели создаются на базе типовых блоков и интегрированных ресурсов.

Для описания схем данных используется специальный язык Express.

Стандарт ISO 10303 состоит из 8 разделов.

Содержащиеся в стандарте типовые информационные модели объектов изделий ддля ряда предм обл построены на базе интегр ресурсов, называются апликатион протокол. Стандарт отличается тем, что не только содержит готовые прикладные пратоколы для различ предм обл, но и позволяет на основе описанной методики создания, тестирования, и аттестации разрабатывать новые прикладные протоколы.

Для описания информационных моделей используется специально разработанный язык описания данных экспресс. Стандарт степ не регламентирует вопросы реализации базы данных, где хранится данные об изделии, но предусматривает формы чет данных текстового файла, имеющего строго регламентированную структуру. Обменный факл может использоваться для передачи данных между различными компьютерными мимтемами, а также для хранения результатов работы автоматизированных систем проектирования

Стандарт содержит спецификацию стандартизованного интерфейса доступа к данным спецификация представляет собой набор функций для языков С и С++, обеспечивающих доступ к объектам в репозитории.

Схема

ISO 13584 industrial automation parts library

Любая продукция включает в себя … одни и те же комплектующие могут входить в одну и тк же продукцию, поэтому существует потребность…

ISO 13584 – серия международных стандартов для предстваления и обмена доступными для компьютерной инграции данными о поставляемых компонентах и комплектующих изделий (узлах, деталях).