Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматизация управления жизненным циклом продукции. Учебное пособие
.pdf
39
зируется на ряде взаимосвязанных функциональностей, среди которых:
1. Бизнес-планирование.
2. Планирование продаж и деятельности предприятия в целом.
3. Планирование производства.
4. Разработка графика выпуска продукции.
5. Планирование материальных потребностей.
6. Планирование производственных мощностей.
7. Оперативное управление производством, реализуемое с по-
мощью систем, основанных на составлении расписаний работ на цеховом уровне, и систем поточного производства типа «точно вовремя»
(Just-in-Time).
Функциональная структура систем MRP II охватывает все основные функции планирования производства. Состав функциональных
модулей и их взаимосвязи обеспечивают интеграцию функций планирования, в том числе согласование различных процессов управления
во времени и пространстве. Для каждого уровня планирования MRP II
характерны такие параметры, как степень детализации плана, горизонт
планирования, виды условий и ограничений. Эти параметры для одного и того же уровня MRP II могут изменяться в широком диапазоне в
зависимости от свойств производственного процесса на предприятии.
УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ
Информацию, циркулирующую в системе информационной поддержки ЖЦ машиностроительного изделия, можно условно разделить
на три класса:
данные о продукции (изделии);
данные о выполняемых процессах;
данные о ресурсах, требуемых для выполнения процессов.
Под изделием (конечным) понимается комбинация материалов,
предметов, программных и иных компонентов, готовых к использованию по назначению. Компоненты конечного изделия, в свою очередь,
являются изделиями.
Данные об изделии составляют основной объем информации в
ИИС. На разных стадиях ЖЦ требуются различные подмножества из
всей совокупности данных об изделии, отличающиеся составом и объемом информации.
В целом информация об изделии включает в себя:
40
данные о составе и структуре изделия, используемых материалах и комплектующих изделиях с указанием возможных альтернатив и их взаимозаменяемости;
данные, определяющие состав возможных конфигураций изделия в зависимости от внешних требований и условий, а также данные об отличиях конкретных экземпляров изделий (партий изделий);
данные о технических, физических и других характеристиках изделия;
классификационные и идентификационные данные об изделии и его компонентах, в том числе его наименование, обозначение,
классификационные коды, данные о поставщиках, сведения, касающиеся степени конфиденциальности информации об изделии и его
компонентах;
геометрические данные, представленные в форме объемных
геометрических моделей изделия, сборочных единиц и отдельных деталей, электронных (векторных) и сканированных бумажных (растровых) чертежей;
текстовая документация;
сведения об имеющихся версиях структуры изделия, доку-
ментов, 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 изделия.
Ресурс - это совокупность материальных, финансовых, интеллектуальных или иных ценностей, используемых и расходуемых в ходе
деятельности, связанной с разработкой, проектированием, производством или эксплуатацией изделия. Ресурсы, используемые в проекте,
могут иметь различную природу, свойства и характеристики.
Процесс - это совокупность последовательно или/и параллельно
выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами.
Процесс протекает в соответствии с управляющими директивами, вырабатываемыми на основе целей деятельности. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные
ресурсы и выполняются ограничения со стороны других процессов и
внешней среды.
Действия, приводящие к выполнению проекта и потребность в
которых выявляется в ходе его планирования, могут представлять собой типовые процессы (закупка комплектующих, разработка докумен-
41
B
A
C
D
D
E
B
A
C
F
D
E
Единая
модель
данных
тации, производство и т.д.). Такие процессы часто выполняются по
заранее определенным формальным схемам (моделям) [IDEF/0/3],
фактически определяющим технологию их выполнения.
В ходе выполнения проекта исполнители (организации или сотрудники), действуя в соответствии с заданной технологий (моделью
процесса), получают и выполняют задания, соответствующие структурным элементам процесса (операциям).
PDM-СИСТЕМЫ
PDM-системы (Product Data Management) – автоматизированные
системы управления данными об изделии, позволяющие реализовать
технологии интеграции данных.
Технологии интеграции данных представляют собой набор методов для интеграции автоматизированных процессов ЖЦ и относящихся к ним данных, представленных в электронном виде. Исходной точкой для данной группы технологий является результат работы отдельных автоматизированных процессов жизненного цикла изделия. Одним из важнейших требований, предъявляемых к таким технологиям,
является обеспечение стандартизованного интерфейса к представляемым ими данным (рис. 13).
Недостатки децентрализованного взаимодействия:
1) большое число конвертеров;
2) многократное дублирование информации;
3) отсутствие целостной модели;
4) возможность противоречивости данных.
Достоинства централизованного взаимодействия:
1) меньшее число конвертеров;
2) универсальная для всех приложений модель данных;
3) универсальный интерфейс доступа к данным.
Рис. 13. Децентрализованное и централизованное взаимодействия
42
Требования к стандарту представления данных:
поддержка множества прикладных областей;
наличие методологии расширения стандарта;
наличие методологии тестирования приложений на соответст-
вие стандарту;
регламентация способов представления данных;
регламентация способов доступа к данным.
Основой единой модели данных является международный стандарт ISO 10303 Product data representation and exchange (представление
данных об изделии и обмен ими). Неофициальное название стандарта STEP: STandard for the Exchange of Product data (стандарт для обмена
данными об изделии). STEP-стандарт регламентирует компьютерное
представление данных об изделии и обмен ими.
Стандарт STEP задает полную информационную модель изделия
на протяжении его жизненного цикла, а также способы реализации
обмена данными, представленными согласно полной модели изделия.
Как полная модель изделия, так и способы обмена данными представлены в компьютерном виде, причем ни модель изделия, ни способы
обмена не зависят от программных и аппаратных средств, используемых участниками жизненного цикла изделия.
Стандарт STEP регламентирует: логическую структуру базы данных, номенклатуру информационных объектов, хранимых в базе данных, их связи и атрибуты.
Основная идея PDM-систем заключается в повышении эффективности управления информацией об изделии за счет повышения доступности данных об изделии, интегрированных в логически единую
модель. Данные об изделии представляют собой всю информацию,
созданную об изделии в течение его ЖЦ.
С одной стороны, такие системы выступают в качестве хранилища всех данных об изделии и взаимодействуют с прикладными программами, создающими или использующими данные об изделии. Данные, созданные любой прикладной программой, передаются на хранение в PDM-систему и становятся, таким образом, доступными любому
участнику ЖЦИ, имеющему соответствующие права доступа. При необходимости изменить или обработать данные об изделии прикладная
система запрашивает и получает эти данные из PDM-системы. Таким
образом предоставляется доступ к информации об изделии всем сотрудникам самого предприятия и его партнерам: конструкторам, технологам, менеджерам проектов и администраторам, маркетологам,
финансистам, сервисным службам, эксплуатантам и т.п.
43
С другой стороны, PDM-системы должны решать задачу повышения эффективности работы отдельного пользователя. В этом случае
они должны выступать в качестве рабочей среды пользователя, предоставляя ему нужные данные в нужное время в нужной форме.
Основные функции PDM-системы: управление хранением данных
и документов, управление процессами, управление составом изделия,
классификация, календарное планирование.
Управление хранением данных и документов. Одна из основных функций PDM-системы - это управление хранением данных и документов.
В PDM-системе применяется два основных способа хранения
данных: либо в виде объектов, обладающих определенным набором
свойств и значениями этих свойств, либо в виде целостных документов, содержащих необходимые данные (например, документом может
быть файл САПР). В идеальном варианте документы в PDM-системе
являются электронными документами, т.е. снабжены электронной
подписью и имеют юридическую силу.
Функции управления процессами в PDM-системе предназначены для контроля способов создания и изменения данных. Среди функций управления процессами можно выделить три основные группы:
управление работой, управление потоком работ, протоколирование
работы.
Управление работой предусматривает отслеживание всего того,
что происходит с данными, когда кто-либо над ними работает. PDMсистема должна управлять версиями данных и документов, управлять
папками с данными и документами, позволять осуществлять совместную работу с данными.
Управление потоком работ предусматривает управление переда-
чей данных, документов и задач между участниками проекта.
Протоколирование работы позволяет отслеживать все события и
действия, которые происходят при выполнении первых двух групп
функций в течение всей истории проекта.
Управление составом изделия
Состав изделия является, по сути, основной информацией для
любой PDM-системы. Это - скелет всей модели изделия, вокруг которого строится остальная модель и к которому привязываются практически все остальные данные. Для управления составом изделия PDMсистема должна хранить информацию о входящих в состав изделия
компонентах, а также об исполнениях и конфигурациях изделия. Для
реализации этого PDM-система должна поддерживать данные об отношениях между изделием и составляющими его сборками, а также
44
между сборками и составляющими их сборками нижних уровней и
деталями. Это позволит пользователю организовать просмотр полной
спецификации изделия, включая детали и документы, как для целого
изделия, так и для любой из выбранных сборок, а также предоставит
возможность редактирования состава изделия (обычно с применением
графического интерфейса, моделирующего конструкторский граф).
Классификация компонентов. Классификация компонентов изделия является необходимым условием для поиска компонентов, которые можно повторно использовать в процессе разработки нового изделия. Смысл классификации состоит в том, что схожая информация
(или информация о схожих объектах) должна быть сгруппирована в
классы, имена которых отражают суть объектов. При классификации
возможно использование атрибутов, выражающих важные свойства
объектов, входящих в класс. При занесении компонентов в систему
они должны быть отнесены к одному или более классам, структура
которых отвечает нуждам конкретного предприятия. Сами классы могут быть сгруппированы в сложные иерархические деревья или сети.
Это, в свою очередь, позволяет организовать сам перечень компонентов в легко отслеживаемую иерархическую или сетевую структуру.
Календарное планирование. Важной функцией PDM-системы
является функция календарного планирования, обеспечивающая разбиение проекта на отдельные задачи, задание взаимосвязей между задачами, распределение ресурсов по задачам и позволяющая отслеживать ход всего проекта. Структура работ проекта может быть сгенерирована на основе конструкторской структуры изделия. Кроме того,
PDM-система должна предоставлять возможность задания взаимосвязей между различными задачами, распределения имеющихся ресурсов
по задачам, а также отслеживания хода выполнения отдельных задач и
проекта в целом и выявления аномалий.
Помимо перечисленных выше основных функций, PDM-системы
должны выполнять ряд вспомогательных функций, которые обеспечивают работу самой системы, ее взаимодействие с другими прикладными системами и с пользователями, а также пользователей системы между собой. К числу таких функций относятся: коммуникационные
функции, функции транспортировки данных, функции трансляции
данных, функции обработки изображений и функции администрирования.
45
CALS
Процесс
проектирования
Процесс организации
поставок комплектующих
элементов и изделий
Процесс
производства
Процесс
эксплуатационной
поддержки изделия
Сокращени е, %
50 30 15-40
Сокращение, %
98 40 70 15-60
Сокращени е Рост
15-60 % 80 %
Сокращени е, %
30 70 10-50
Время проектирования
Время на разработку технологии
производства
Затраты на изучение
выполняемости проекта
Количест во ошибок при передачи
данных
Время поиска и извлечения
данных
Время планирования
Стоимость информац ии
Производственные затраты
Показатели качества
Время на изучение технической
документации
Время планирования
эксплуатаци онной поддержки
Стоимость технической
документации
ВНЕДРЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ
Целью CALS является ускорение вывода на рынок новых образцов продукции, сокращение затрат на разработку, проектирование и
производство, сокращение «стоимости владения» (т.е. совокупности
затрат на поддержание в работоспособном состоянии) и улучшение
качества на всех стадиях ЖЦ. Внедрение CALS-технологий позволяет
получить значительные технический и экономический эффекты на
основных стадиях жизненного цикла изделий, которые дают возможность повышения конкурентоспособности создаваемой продукции.
По оценкам экспертов, эффективность производства, реализованного на базе CALS-технологий, примерно на 30-40 % выше эффективности традиционного производства (рис. 14).
Рис. 14. Технико-экономический эффект от внедрения CALS-
Внедрение CALS-технологий позволяет обеспечить сокращение:
технологий
затрат на разработку и производство наукоемкой продукции –
на 20-30 %;
46
затрат, связанных с браком и устранением дефектов продук-
ции, – на 15-20 %;
затрат в период эксплуатации продукции – на 20-25 %;
времени вывода новых образцов продукции на рынок – на 60-
70 %.
Для того чтобы интеграция данных стала давать ощутимую отдачу, необходимо разработать продуманную стратегию ее внедрения и
четко следовать ей. Программа работ по внедрению CALS-технологий
на предприятии должна включать в себя следующие этапы.
Анализ существующего состояния бизнес-процессов.
Цель анализа - выявить существующее взаимодействие между
бизнес-процессами информационного обеспечения и оценить их рациональность и эффективность. Для этой цели разрабатываются модели, содержащие детальное описание выполняющихся процессов и их
взаимосвязей.
Формирование концепции информационной интеграции и
внедрения CALS-технологий на предприятии.
Формирование концепции включает выбор показателей оценки
эффективности процессов, формирование целей внедрения CALS-
технологий и стратегии их достижения. Основными показателями являются: конкурентоспособность (или качество) продукции, затраты и
длительность процессов разработки и освоения производства изделия.
Выбор PDM-системы и ее адаптация к существующим и но-
вым программным средствам.
Системы управления данными об изделии в настоящее время достаточно широко реализованы и представлены на российском рынке.
Поэтому перед каждым предприятием будет стоять задача, какую систему выбрать и как ее применять для решения конкретных задач. Задача выбора и приобретения технических средств (компьютеров и сетевого оборудования) тесно связана с задачей выбора PDM-системы.
Разработка стандартов предприятия.
Разработка комплекса нормативной документации, регламентирующей порядок создания и перевода информации об изделии в PDMсистему на основе международных, государственных и отраслевых
стандартов, необходима для организационного обеспечения внедрения
PDM-системы.
Наполнение базы данных PDM информацией.
Информация, заносимая в базу данных PDM, включает две категории данных. Во-первых, необходимо адаптировать PDM-систему к
специфике предприятия, т.е. ввести в нее все используемые классификаторы, а также модель потока работ на предприятии. Во-вторых, для
47
эффективного использования накопленного предприятием производственного опыта требуются значительные затраты на перевод существующей документации о разработанных изделиях в стандартное представление и занесение ее в хранилище данных интегрированной информационной системы.
Библиографический список
1. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка
наукоемких изделий. CALS-технологии. – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 с.
2. Емельянов С.Г., Овсяников М.В. Управление техническим до-
кументооборотом на основе CALS-технологий: учеб. пособие.
- М.: Славянская школа, 2004. – 295 с.
3. Яблочников Е.И., Фомина Ю.Н., Саломатина А.А. Компью-
терные технологии в жизненном цикле изделия: учеб. пособие.
– СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. – 188 с.
4. Информационная поддержка жизненного цикла изделий ма-
шиностроения: принципы, системы и технологии CALS/ИПИ:
учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / [А.Н.Ковшов,
Ю.Ф.Назаров, И.М.Ибрагимов, А.Д.Никифоров]. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 304 с.
5. Долгих Э.А. Основы применения CALS-технологий в элек-
тронном приборостроении: электрон. учеб. пособие. - Красноярск: ИПК СФУ, 2008.
6. www.cals.ru
7. www.calscenter.ru
48
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ............………………………………..……………………….1
ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ....................................3
ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ ЭТАПОВ ЖИЗНЕННОГО
ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ ....………………………..…………………6
ИНФОРМАЦИОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЖИЗНЕННОГО
ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ …………………………..………………..11
ВЗАИМОСВЯЗИ ЭТАПОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ 13
ЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВО
ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ ...……………….............15
ПОНЯТИЕ О CALS-ТЕХНОЛОГИЯХ …………………….......………19
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ CALS ..….……………….......………24
БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ CALS ………………..……………………….25
CALS-ТЕХНОЛОГИИ И РЕИНЖИНИРИНГ
БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ....................................................................28
ТОТАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ..……………………….32
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ …………………..……………………….34
ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЛОГИСТИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА .……….37
УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСАМИ …………………..…………………..….38
УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ ……………………………………………39
PDM-СИСТЕМЫ ………………………………..……………………….41
ВНЕДРЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ ………………………………..………………...45
Библиографический список ……………………………………………..47
В а р н а в с к и й Александр Николаевич
Автоматизация управления жизненным циклом продукции
Редактор Р.К. Мангутова
Корректор С.В. Макушина
Подписано в печать 12.10.14. Формат бумаги 60х84 1/16.
Бумага писчая. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 3,0.
Тираж 40 экз. Заказ
Рязанский государственный радиотехнический университет.
390005, Рязань, ул. Гагарина, 59/1.
Редакционно-издательский центр РГРТУ.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]