Лекция. Новые технологии проектирования асу.

Вопросы:

1. CALS-технологии и стандарты.

2. CASE технологии проектирования программного обеспечения.

3. Общие сведения о пакете CASE-Аналитик.

Учебная цель: Ознакомиться с основами новых технологий проектирования АСУ.

Литература:

1. В.Ф. Шпак Основы автоматизации управления. Ч.2, стр. 303-311 Петродворец, ВМИРЭ, 1998 г.

2. Н.Ф. Директоров и др. Автоматизация управления и связь в ВМФ. С. 160-174. СПб. Элмор, 2001.г.

3. С.М. Доценко и др. Единое информационно-функциональное пространство ВМФ: от идеи до реализации. Стр. 317-361. СПб.: НИКА, 2003.

1. Cals-технология и стандарты.

Одна из задач, которую необ­ходимо решать в процессе проектирования АСУ, это задача эконо­мии ресурсов (материальных, интеллектуальных, информационных и временных) на всех стадиях жизненного цикла изделий — от раз­работки и производства до модернизации и утилизации. Кроме того, требуется также ускорение действий и создание условий для более тесной кооперации производителей (рис. 3.9).

Особую роль в решении этой группы проблем сыграли и про­должают играть информационные технологии. Их развитие в 90-х гг. XX века определялось стремлением к объединению информаци­онных ресурсов и кооперации при создании информационных сис­тем и предприятий, к совместному использованию информации, к обеспечению создания и работы виртуальных предприятий.

Производство таких сложных изделий как АСУ силами флота сегодня немыслимо без обеспечения информационной поддержки на всех стадиях жизненного цикла. В данном случае информацион­ная поддержка — это комплекс мероприятий, включающий: автома­тизацию процессов проектирования; обеспечение технологических процессов производства; автоматизацию управленческой деятель­ности предприятий; создание электронной эксплуатационной доку­ментации; внедрение автоматизированных систем заказа запасных частей и т.д.

Класс информационных технологий, направленных на обеспе­чение безбумажной информационной поддержки жизненного цикла продукта, именуется CALS-технологиями.

Областями применения CALS-технологий принято считать: совершенствование деятельности в области разнородных процессов, происходящих на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) продукции; управление цепочками поставок в течение всего ЖЦ продукции (от создания концепции изделия до его утилизации); электронная интег­рация организаций (предприятий), участвующих в этих процессах на различных этапах ЖЦ; управление поддержкой ЖЦ продукции.

Рис. 3.9. Структура данных об изделии в процессе жизненного цикла

Зародились CALS-технологии в министерстве обороны США в середине 80-х гг. XX века. Тогда эта аббревиатура расшифровыва­лась как Computer-Aided of Logistics Support — "Компьютерная под­держка логистических систем". В настоящее время принято на­звание Computer Acquisition and Life-cycle Support — "Непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции". Непре­рывная информационная поддержка жизненного цикла продукции — это стратегия систематического повышения эффективности, произво­дительности и рентабельности процессов хозяйственной деятельно­сти корпораций за счет внедрения современных методов информаци­онного взаимодействия участников жизненного цикла продукта.

В основе этого подхода к созданию сложных систем лежит ис­пользование открытых архитектур, международных стандартов, со­вместных хранилищ данных и апробированных программно-техни­ческих средств.

В рамках жизненного цикла происходит информационное взаи­модействие. Существо концепции CALS составляют технологии и методы представления данных о продукте, процессах и среде, разра­ботанные таким образом, чтобы сделать возможным использование однажды созданной информации на последующих стадиях жизнен­ного цикла (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Применение CALS-технологий

Возможность совместного использования информации обеспе­чивает ключевой элемент CALS — международные стандарты, регламентирующие представление данных и технологию доступа к данным, их правильную интерпретацию, а также использование компьютерных сетей (прежде всего Internet) и апробированных про­граммно-технических решений.

Единое информационное пространство обеспечивает возмож­ность взаимодействия проектных организаций, производственных предприятий, поставщиков, организаций сервиса и конечного по­требителя на всех стадиях жизненного цикла изделия.

Совместно используемое хранилище конструкторских данных об изделии позволяет налаживать процесс кооперативного проекти­рования нескольким проектным организациям. Данные о конструк­ции изделия используются для технологической подготовки произ­водства, планирования потребностей в материальных ресурсах, за­купок, производственного планирования, процессов изготовления, испытаний, поддержки процессов эксплуатации и т.д.

На каждой стадии жизненного цикла создается такой набор дан­ных, который может использоваться на последующих стадиях.

Совместно используемую информацию можно условно разде­лить на следующие виды:

• информация о продукте;

• информация о выполняемых процессах;

• информация о среде, в которой процессы выполняются, в формате, определенном международными стандартами.

Базовые международные стандарты:

при проектировании изделия: стандарты ISO серии STEP, пред­назначенные для единообразного описания изделий в различных прикладных областях на базе типовых блоков (в которых для описа­ния данных используется специальный язык EXPRESS); включаю­щие методы описания, стандартные решения, структуру и методо­логию проверки на совместимость; интегрированные ресурсы, ин­тегрированные прикладные ресурсы, прикладные протоколы;

при производстве, логистической поддержке изделии и взаимо­действии с поставщиками: стандарты ISO серии PUB, MANDATE, a также нормативные документы, предназначенные для представле­ния и обмена доступными для компьютерной интерпретации дан­ными о поставляемых компонентах и комплектующих изделиях (уз­лах, деталях и т.д.), технологии изготовления, форматах представле­ния и методах использования информации о производстве и исполь­зуемых производственных ресурсах, их характеристиках и ограни­чениях с точки зрения управления производством;

при проектировании бизнес-процессов: стандарты IDEF, пред­назначенные для функционального моделирования жизненного цикла и выполняемых бизнес-процессов, в том числе правил и мето­дики структурированного графического представления системы или организации, создания информационной модели со структури­рованной информацией, необходимой для поддержки функций про­изводственной системы или среды;

при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте: стандарты SGML, DSSSL, JPEG, MPEG, HyTimc и другие норматив­ные документы, предназначенные для языка описания правил и формата отображения документов при выводе на экран, печать или иное устройство отображения; для использования мультимедийной информации; для хранения планарных векторных и векторно-рас-тровых изображений; для представления растровой графики в циф­ровом формате, движущихся картинок в цифровом формате и т.д.;

при организации "электронной коммерции ": стандарты EDI-FACT.

Использование СALS-технологии позволяет предприятию-произ­водителю наукоемкой продукции усовершенствовать процессы в ходе жизненного цикла изделия, снизить сроки выпуска продукции, сократить стоимость заказа и дальнейшей его эксплуатации, — при учете того, что стоимость поддержки наукоемкого изделия в работоспособ­ном состоянии равна или превышает стоимость его приобретения.

В настоящее время поставка готового изделия (особенно на экс­порт) с большим объемом традиционной бумажной документации существенно снижает его конкурентоспособность, поскольку дела­ет невозможным взаимодействие с автоматизированными система­ми материально-технического снабжения для проведения профи­лактических и ремонтных работ.

Таким образом, технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции (CALS) позволяют:

• решать различные задачи, связанные с обработкой данных об изделии;

• создавать многовариантные документы (например, предназначенные для работы с семейством изделий, имеющих отличия);

• обеспечивать доступ к содержимому документа в соответст­вии с категорией пользователя и уровнем допуска к документам;

• создавать многоязычные документы;

• использовать все стандартизованные способы представления информации (текстовая информация, изображения (растровые, век­ торные), аудио-, видеоинформация);

• проводить подготовку инструкций по техническому обслу­живанию, эксплуатации и ремонту в универсальном виде, который позволяет различным пользователям использовать их без предвари­тельной специальной обработки или адаптации.

Утвержденные государственные стандарты ГОСТ Р ИСО 10303-1-99, 10303-21-99, 10303-11-2000, ГОСТ Р ИСО 10303-41-99, 10303-12-2000, 10303-45-2000 —это основополагающие документы комплекса стандартов, обеспечивающего введение в России между­народного стандарта ISO 10303 STEP, который определяет:

• логическую структуру корпоративной базы данных, обеспе­чивающей хранение информации о составе и конфигурации изде­лий, геометрических моделей, чертежей, данных о проекте, внесен­ных изменениях, модернизации и т.п.;

• форматы и методы представления данных для обмена меж­ду системами CAD/CAE/CAM и другими автоматизированными системами;

• интерфейс доступа к информации базы данных.

По данным различных зарубежных источников, внедрение CALS в полном объеме позволяет на 25...30 % повысить эффектив­ность производства наукоемкой продукции при одновременном зна­чительном повышении его качества, в том числе сокращения:

времени планирования до 70%;

времени проектирования до 50%;

затрат на оценку выполнимости проектов до 15...40%;

производственных затрат до 15,..60%,

стоимости технической документации до 10.,.50%;

времени планирования эксплуатационной

поддержки до 70%;

стоимости информации до 15...60%;

количества ошибок при передаче данных до 90%.

В настоящее время CALS-ориентированный подход внедрен во многих странах. Например, в США CALS-технологии полностью взяты на вооружение министерством обороны страны.

В России внедрение CALS-технологий находится на начальном этапе и происходит без комплексной проработки вопроса в масшта­бах страны. Отдельные элементы CALS-технологий успешно вне­дрены на ВАЗе, АВПК "Сухой", МАПО "МиГ", ММПП "Салют" и других предприятиях.

Для глобального внедрения CALS-технологий следует преодо­леть психологический барьер — осознать необходимость решения проблемы в целом и комплексно, оперативно создавать норматив­ную базу, учитывая, что основу CALS-технологий составляют стан­дартизованное представление и обмен информацией.