CALS-технологии служат средством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему. Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники.
В современных условиях становления глобального информационного общества роль информации и информационных технологий в подготовке будущего специалиста значительно возрастает. В ближайшем будущем стратегический потенциал общества будут составлять не энергетические ресурсы, а информация и научные знания. Информация становится главным ресурсом научно-технического и социально-экономического развития общества, существенно влияет на ускоренное развитие науки, техники и различных отраслей производства, играет значительную роль в процессе модернизации образования. Ценностно-смысловая характеристика образования в вузе и профессиональная деятельность специалистов должна выражаться в формировании интеллектуальной профессиональной среды, наиболее полно реализующей задачи научно-исследовательской и проектной деятельности.
Широкая компьютеризация всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности служит для повышения эффективности производства. В условиях рыночной экономики конкурентную борьбу успешно выдерживают только предприятия, применяющие в своей деятельности современные информационные технологии.
Именно информационные технологии, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повышать производительность труда и качество продукции и в то же время значительно сокращать сроки постановки на производство новых изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей. Все сказанное в первую очередь относится к сложной наукоемкой продукции, в том числе к продукции технического назначения.
Опыт, накопленный в процессе внедрения разнообразных автономных информационных систем, позволил осознать необходимость интеграции различных информационных технологий в единый комплекс, базирующийся на создании в рамках предприятия или группы предприятий (виртуального предприятия) интегрированной информационной среды, поддерживающей все этапы жизненного цикла выпускаемой продукции. Профессиональная среда наиболее полно раскрывает возможности для профессионального совершенствования, используя новые информационные технологии в науке и в сфере управления производственными процессами. Инновационные технологии в области индустрии переработки информации с внедрением CALS-(Continuous Acquisition and Life cycle Support) технологии – непрерывной информационной поддержки жизненного цикла проектируемого объекта, переводит автоматизацию управления производственными процессами на новый уровень.
Использование информационных технологий, основанных на идеологии CALS, является одним из факторов, способствующих более эффективному внедрению системы автоматизированного управления предприятием.
CALS-технологии служат средством, интегрирующим промышленные автоматизированные системы в единую многофункциональную систему. Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники.
Суть концепции CALS состоит в применении принципов и технологий информационной поддержки на всех стадиях жизненного цикла продукции, основанного на использовании интегрированной информационной среды, обеспечивающей единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. Эти принципы и технологии реализуются в соответствии с требованиями международных стандартов, регламентирующих правила управления и взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными [2].
При использовании CALS-технологии повышается качество изделий за счет более полного учета имеющейся информации при проектировании и принятии управленческих решений, а также сокращаются материальные и временные затраты на проектирование и изготовление продукции. В процессе внедрения данной технологии обоснованность решений, принимаемых в автоматизированной системе управления предприятием (АСУП), будет выше, если лицо, принимающее решение и соответствующие программы управления, имеет оперативный доступ не только к базе данных АСУП, но и к базам данных других автоматизированных систем и, следовательно, может оптимизировать планы работ, содержание заявок, распределение исполнителей, выделение финансов и т.п. При этом под оперативным доступом следует понимать не просто возможность считывания данных из базы данных, но и легкость их правильной интерпретации, т.е. согласованность по синтаксису и семантике с протоколами, принятыми в АСУП. Технологические подсистемы должны с высокой точностью воспринимать и правильно интерпретировать данные, поступающие от подсистем автоматизированного конструирования. Этого не так легко добиться, если основное предприятие и организации-смежники работают с разными автоматизированными системами [1]. Кроме того, становится актуальной проблема защиты информации по всему периметру действия технологических подсистем.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания ранее выполненных удачных разработок компонентов и устройств, многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю CALS-технологии. Доступность и защита опять же обеспечиваются согласованностью форматов, способов, руководств в разных частях общей интегрированной системы. Кроме того, появляются более широкие возможности для специализации предприятий, вплоть до создания виртуальных предприятий, что также способствует снижению затрат.
В процессе внедрения CALS-технологии существенно снижаются затраты на эксплуатацию, благодаря реализации функций интегрированной логистической поддержки. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т.п. Эти преимущества интеграции данных достигаются применением современных CALS-технологий.
Промышленные автоматизированные системы могут работать автономно, и в настоящее время организация процесса управления производством происходит на этой основе. Однако эффективность автоматизации будет заметно выше, если данные, генерируемые в одной из систем, будут доступны в других системах, поскольку принимаемые в них решения станут более обоснованными [2].
Опыт внедрения CALS-технологии показывает, чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных систем, требуется создание единого информационного пространства в рамках как отдельных предприятий, так и, что более важно, в рамках объединения предприятий. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации как формы, так и содержания информации о конкретных изделиях на различных этапах их жизненного цикла.
Унификация формы достигается использованием стандартных форматов и языков представления информации в межпрограммных обменах и при документировании.
Унификация содержания, понимаемая как однозначная правильная интерпретация данных о конкретном изделии на всех этапах его жизненного цикла, обеспечивается разработкой онтологий (метаописаний) приложений, закрепляемых в прикладных протоколах CALS.
Унификация перечней и наименований сущностей, атрибутов и отношений в определенных предметных областях является основой для единого электронного описания изделия в CALS-пространстве.
Интегрированная информационная среда – основа, ядро CALS, она представляет собой распределенное хранилище данных, существующее в сетевой компьютерной системе, охватывающей (в идеале) все службы и подразделения предприятия, связанные с процессами жизненного цикла изделий. В интегрированной информационной среде действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией. В соответствии с этими правилами в интегрированной информационной среде протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие жизненный цикл изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип CALS: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе жизненного цикла, сохраняется в интегрированной информационной среде 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, а также ошибок, связанных с этими процедурами, и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.
Основное содержание CALS, принципиально отличающее эту концепцию от других, составляют базовые принципы и технологии, которые реализуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла любого изделия, независимо от его назначения и физического воплощения.
Базовыми принципами CALS являются:
- безбумажный обмен данными с использованием электронной цифровой подписи;
- анализ и реинжиниринг бизнес-процессов;
- параллельный инжиниринг;
- системная организация постпроизводственных процессов жизненного цикла изделия – интегрированная логистическая поддержка.
К базовым технологиям можно отнести управление: проектами; конфигурацией изделия; интегрированной информационной средой; качеством; потоками работ; изменениями производственных и организационных структур.
CALS-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей. Нормативную базу разработок составляют международные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты CALS-технологий.
В интегрированной информационной среде информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника жизненного цикла к другому при помощи прикладных программных средств, к которым относятся системы AutoCAD, ArhiCAD и др. На современном уровне развития промышленной кооперации отсутствие единого комплекса стандартов «электронного описания» различных этапов жизненного цикла, обеспечивающих информационное взаимодействие электронных технологий (в рамках одного предприятия или «виртуального» объединения предприятий), приводит к значительным дополнительным издержкам в процессах проектирования, подготовки производства, изготовления и эксплуатации продукции [2].
Идея интегрированной информационной среды и информационной интеграции этапов жизненного цикла стала базовой для CALS-технологии. В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области информационных технологий. Идеологию CALS стали широко использовать наиболее развитые страны: Великобритания, Германия, Франция, Швеция, Норвегия, Канада, Япония, Австралия и др.
В процессе внедрения автоматизированных систем управления производством, на эксплуатационном этапе широко используются CALS-стандарты.
Таким образом, CALS-технология позволяет создать не только электронную библиотеку, т.е. данные о конкретном изделии на всех этапах его жизненного цикла, но и программное сопровождение баз данных.
ЛИТЕРАТУРА
- Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г. и др. Информационно-вычислительные системы в машиностроении CALS-технологии. – М., 2002. – 161 с.
- Давыдов А., Барабанов В. CALS-технологии: основные направления развития. –М., 2004. – 147 с.