3.2.4. Концепция поддержки жизненного цикла сложных изделий [7].

Эта концепция связана, главным образом, с системами двух основных типов¹²:

- системой, носящей название CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support – обеспечение непрерывной информационной поддержки поставок и жизненного цикла продукции). Широко применяемая в русскоязычной литературе аббревиатура «ИПИ-технологии» означает информационную поддержку жизненного цикла изделий;

- системой PLM (Product Lifecycle Management; управление жизненным циклом продукции).

Обе названные системы совместимы, причем наиболее распространенным понятием в нашей стране («генеральным» термином) является понятие CALS-технологий¹³.

Важно отметить ориентацию рассматриваемой концепции на технические и технологические аспекты создания сложной наукоемкой продукции, например продукции авиакосмического комплекса, другой продукции оборонно-промышленного комплекса (ОПК). По этой причине в указанном секторе промышленности России названные системы внедряются в первую очередь.

Рассмотрим вопросы внутрифирменной интеграции при поддержке жизненного цикла сложной продукции на основе применения PLM-системы. При этом принимается, что PLM-система является интегрированной системой (рис. 3.3) и включает следующие компоненты (они перечислены также на рис. 3.3):

Основные компоненты PLM-системы:

• PDM-система (PDM – Product Data Management). Система управления данными об изделии, является основой PLM, предназначена для хранения и управления данными.

• CAD-система (CAD – Computer Aided Design). Проектирование изделий.

• CAE-система (CAE – Computer Aided Engineering). Инженерные расчеты.

• CAPP-система (CAPP – Computer Aided Production Planning). Разработка техпроцессов.

• CAM-система (CAM – Computer Aided Manufacturing). Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ.

• MPM-система (MPM – Manufacturing Process Management). Моделирование и анализ производства изделия.

Рис. 3.3. PLM-система (Product Lifecycle Management – управление жизненным циклом продукции)

И ее место в информационной инфраструктуре предприятия

• PDM-система (PDM – Product Data Management). Система управления данными об изделии, является основой PLM, предназначена для хранения и управления данными.

• CAD-система (CAD – Computer Aided Design). Проектирование изделий.

• CAE-система (CAE – Computer Aided Engineering). Инженерные расчеты.

• CAPP-система (CAPP – Computer Aided Production Planning). Разработка техпроцессов.

• CAM-система (CAM – Computer Aided Manufacturing). Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ.

• MPM-система (MPM – Manufacturing Process Management). Моделирование и анализ производства изделия.

При создании программного обеспечения для информационной системы конкретного предприятия под PLM-системой понимается не один суперпродукт, а совокупность взаимосвязанных программных продуктов (в том числе, поставляемых разными поставщиками). PLM-система должна решать как задачи формирования инженерных данных (средствами CAD/CAE/CAPP/CAM/MPM-систем), так и задачи управления инженерными данными (средствами PDM-системы). Система должна обмениваться данными с системой управления проектами и ERP-системой, а также, при необходимости, с информационными системами заказчика или смежников предприятия. Систему управления проектами во многих случаях включают в состав PLM-системы, хотя на рис. 3.3 она показана в качестве самостоятельной.

Как видно из приведенной схемы, ключевую роль в PLM играет PDM-система, задачей которой является предоставление нужных данных в нужное время в нужной форме в соответствии с правами доступа. Основными функциями PDM-системы являются:

• Хранение данных и документов (включая изменения) и обеспечение быстрого доступа к ним.

• Электронный документооборот (управление процессами проектирования).

• Управление структурой изделия, включая управление конфигурацией.

• Ведение классификаторов и справочников.

Наиболее типичные задачи, решаемые при помощи PDM-систем:

• Электронный архив документации (конструкторской, технологической, организационно-распорядительной, проектной, нормативно-технической).

• Электронный документооборот (согласование данных и документов, контроль исполнения).

• Управление разработкой данных и документации (совместная работа в рабочей группе, управление составами и конфигурацией изделий).

• Компьютерная система менеджмента качества.

• Электронные справочники (материалы, ПКИ, стандартные изделия и т.д.).

Основные направления эффекта от внедрения PLM-системы на предприятии:

• Повышение производительности труда сотрудников.

• Сокращение сроков подготовки производства.

• Повышение качества продукции и степени удовлетворенности клиентов.

• Снижение стоимостных издержек.

• Сопровождение интеллектуальной собственности предприятия.

• Обеспечение данными ERP-систем.

• Соответствие требованиям менеджмента качества согласно ISO 9000.

В качестве продукта внутрифирменной интеграции в данном случае могут рассматриваться виртуальные проектные группы, использующие в своей деятельности рассмотренные инструменты.

Вопросы межфирменной интеграции в данной области трактуются в настоящее время в рамках CALS-технологий.

Жизненный цикл сложного наукоемкого изделия (например, авиационной и ракетной техники) обычно составляет десяток лет, причем довольно большую часть этого времени занимают разработки и производство. В качестве основных стадий жизненного цикла сложной наукоемкой продукции можно рассматривать: научные исследования, проектирование, опытное производство, пилотная серия серийного производства, организация устоявшегося серийного производства, эксплуатация и сопровождение изделий, снятие с эксплуатации и с производства. Эти стадии в общем случае реализуются разными организациями (научно-исследовательскими, разрабатывающими, производственными, эксплуатирующими), поэтому основной методологией CALS-технологий является методология интеграции участников процесса обеспечения жизненного цикла сложного изделия на основе создания для них единого информационного пространства.

Информационная интеграция организаций предполагает некоторую форму их экономической интеграции, например, объединение в корпорацию, или, по крайней мере, долговременные кооперационные связи. Во всяком случае, требуется изначальная контрактная основа взаимодействия фирм, участвующих в поддержке жизненного цикла изделий.

Для заинтересованной группы организаций применение CALS-технологий предусматривает осуществление двух этапов интеграции.

Первый этап заключается в автоматизации поддержки отдельных стадий жизненного цикла изделий и представлении данных об изделиях в электронном виде в соответствии с требованиями единого информационного пространства (ЕИП). Эти требования задаются в виде специальной нормативной базы – стандартов. Предполагается, что на данном этапе обмен данными между участниками жизненного цикла изделий будет осуществляться отдельными файлами (электронными документами) на электронных носителях, в т.ч. по вычислительным сетям, включая Интернет, в режиме off-line.

В отличие от бумажного и простейших форм электронного документооборота, основанного на электронных образах бумажных документов, в рамках CALS-технологий речь идет об использовании интегрированных информационных моделей продукции и процессов ее жизненного цикла, то есть о сложных информационных продуктах.

Главная задача первого этапа – отработать стандарты электронных документов и приобрести опыт организации электронного документооборота. Информация об изделии имеет, главным образом, конструктивный и технологический характер, но может включать данные по управлению разработками и производством.

Главные вопросы, подлежащие решению: идентификация документов и их авторов, взаимно однозначное восприятие документов компьютерными системами с минимальным количеством преобразований, защита информации от потери и несанкционированного доступа на этапах хранения, передачи и использования.

Второй этап предусматривает информационную интеграцию участников жизненного цикла изделия таким образом, что обмен данными между ними в форме электронных документов осуществлялся в режиме реального времени (в режиме on-line) в рамках ЕИП. Собственно говоря, именно на этом этапе ЕИП и создается.

На данном этапе формируются предпосылки для создания виртуальных организаций. В рамках данной концепции виртуальная организация – это объединение самостоятельных юридических лиц, синхронизирующих свою деятельность для поддержки жизненного цикла сложных изделий на основе общей системы стандартов информационного взаимодействия. В этих виртуальных организациях реализуются совместные проекты по разработке, производству, сбыту и обеспечению сервисного обслуживания различных видов наукоемких товаров.

В рамках CALS-технологий можно выделить два базовых типа виртуальных организаций:

Первый тип ориентирован на разработку, внедрение и сопровождение эксплуатации изделия (в идеале такие организации должны быть «обучающимися», накапливающими знания). Иными словами, виртуальная организация создается в звене «исследование → проектирование → опытное производство → серийное производство → сопровождение эксплуатации».

Второй тип виртуальной организации имеет производственную ориентацию и создается в звене «производство материалов → производство деталей → производство узлов → производство агрегатов → производство секций → окончательная сборка конечной продукции».

Возможно создание сложных виртуальных организаций, комбинирующих оба типа базовых виртуальных организаций. В любом случае в рамках данной концепции речь идет о создании устойчивых виртуальных организаций сроком не менее десяти лет, взаимодействие организаций в рамках которых обеспечивается не только информационной, но и экономической интеграцией.

Упомянутые выше стандарты являются важнейшими элементами обеспечения CALS-технологий. В качестве примера приведем следующие стандарты:

● STEP¹⁴ (ISO 10303) – стандарт электронного описания машиностроительного изделия, рассматриваемый в качестве ключевого стандарта концепции CALS-технологий. Стандарт регламентирует логическую структуру информационной базы, предназначенную для хранения сведений о составе и конфигурации изделий, геометрических моделях, чертежах, информации о проекте в целом, выполненных изменениях. Регламентируется также способ представления данных для обмена между информационными системами и интерфейс доступа к данным.

В качестве составных частей рассматриваемого стандарта можно указать:

- ISO 10303-21 – стандарт организации обмена данными по изделию между изготовителем и заказчиком (потребителем);

- ISO 10303-203 – стандарт по организации корпоративного хранилища данных, которое доступно всем участникам жизненного цикла изделия;

- другие стандарты серии ISO 10303, их общее количество превышает 30 [7].

● ISO 13584 P_LIB – библиотека компонентов изделий;

● ISO 15531 MANDATE – описание производственного процесса.

Общее количество стандартов (серий стандартов) CALS-технологий ‒ не менее 12 [7].

По данным зарубежных источников применение PLM-систем и CALS-технологий позволяет сократить затраты на проектирование сложных изделий от 10 до 30%, уменьшить затраты на подготовку технической документации на 30 – 40%; сократить количество внесения изменений в связи с технологической недоработкой продукции на 25 – 75%.