Порядок выполнения работы. Ректор университета

УТВЕРЖДАЮ

Ректор университета

__________А.В. Лагерев

«____»__________2009г.

 

 

Корпоративные информационные системы

 

CALS-технологии

 

Методические указания

к выполнению лабораторной работы №6

для студентов дневной формы обучения по направлению

230200 – «Информационные системы и технологии»

 

 

Брянск 2009

Цель работы: Получить представления понятие и подходах к организации информационной поддержки жизненного цикла изделия, уметь анализировать жизненный цикл изделия и давать рекомендации по автоматизации.

Длительность -4 часа.

Основные положения

 

Впервые работы по созданию интегрированных систем, поддерживающих жизненный цикл продукции, были начаты в 80-х годах в оборонном комплексе США. Новая концепция была востребована жизнью как инструмент совершенствования управления материально-техническим обеспечением армии США. Предполагалось, что реализации новой концепции, получившей обозначение CALS (Computer Aided Logistic Support – компьютерная поддержка процесса поставок), позволит сократить затраты на организацию информационного взаимодействия государственных учреждений с частными фирмами в процессах формализации требований, заказа, поставок и эксплуатации военной техники (ВТ). Появилась реальная потребность в организации ИИС, обеспечивающей обмен данными между заказчиком, производителями и потребителями ВТ, а также повышение управляемости, сокращение бумажного документооборота и связанных с ним затрат. Доказав свою эффективность, концепция последовательно совершенствовалась, дополнялась и, сохранив существующую аббревиатуру (CALS), получила более широкую трактовку – Continuous Acqusition and Life cycle Support – непрерывные поставки и информационная поддержка жизненного цикла продукции.

Первая часть – Continuous Acqusition (непрерывные поставки) означает непрерывность информационного взаимодействия с заказчиком в ходе формализации его потребностей, формирования заказа, процесса поставки и т.д. Вторая часть – Life Сycle Support (поддержка жизненного цикла изделия) – означает системность подхода к информационной поддержке всех процессов жизненного цикла изделия, в том числе процессов эксплуатации, обслуживания, ремонта и утилизации и т.д. В руководстве по применению CALS в НАТО CALS определяется как "…совместная стратегия государства и промышленности, направленная на совершенствование существующих процессов в промышленности, путем их преобразования в информационно-интегрированную систему управления жизненным циклом изделий". Русскоязычное наименование этой концепции и стратегии – ИПИ (Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий).

В период 1990-2000гг. в мире был выполнен ряд проектов, направленных на апробацию и внедрение принципов CALS в различных отраслях промышленности.

Поскольку термин CALS всегда носил военный оттенок, в гражданской сфере широкое распространение получили термины Product Life Cycle Support (PLCS) или Product Life Management (PLM) – "поддержка жизненного цикла изделия" или "управление жизненным циклом изделия".

Таким образом, идея, связанная только с поддержкой логистических систем, превратилась в глобальную бизнес-стратегию перехода на безбумажную электронную технологию и повышения эффективности бизнес-процессов за счет информационной интеграции и совместного использования информации на всех этапах жизненного цикла продукции. В настоящее время в мире действуют более 25 национальных организаций, координирующих вопросы развития CALS-технологий, в том числе в США, Канаде, Японии, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии, а также в НАТО.

Развитие концепций CALS и ЕИП обусловили появление новой организационной формы выполнения масштабных проектов, связанных с разработкой, производством и эксплуатацией сложной продукции – "виртуального предприятия" (ВП) – формы объединения на контрактной основе предприятий и организаций, участвующих в поддержке ЖЦ.

Основное содержание концепции CALS, принципиально отличающее ее от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла (ЖЦ) изделия (рис.1).

 

 

Интегрированная информационная среда. Как следует из вышеизложенного, системная информационная поддержка и сопровождение ЖЦ изделия осуществляется в интегрированной информационной среде (ИИС). Терминологический словарь [1] определяет ИИС как "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 сведения (данные) в ИИС хранятся в виде информационных объектов".

ИИС, в соответствии с концепцией CALS, представляет собой модульную систему, в которой реализуются следующие базовые принципы CALS:

· 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, как правило, типовые коммерческие решения различных производителей, что обеспечивает возможность дальнейшего развития ИИС.

В настоящее время технология моделирования и анализа бизнес-процессов достаточно формализована. Для разработки функциональных моделей рекомендуется использовать методологию и нотацию SADT, регламентированную под названием IDEF0 федеральным стандартом США FIPS 183 и официально принятую в России.

Общая методика изменения бизнес-процессов в связи с внедрением CALS-технологий на предприятии включает в себя следующие этапы:

1. Мотивация необходимости изменений.

2. Разработка плана изменений и его утверждение руководством. Создание организационной структуры (рабочей группы CALS), которая будет реализовывать разработанный план. На первых этапах эту структуру должен возглавлять руководитель организации.

3. Обучение членов группы CALS и другого персонала, причастного к проведению изменений.

4. Определение промежуточных (тактических) целей и способов оценки результатов (определение метрик).

5. Разработка рабочих планов для всех участников группы CALS.

6. Создание временных многофункциональных рабочих групп для решения тактических задач.

7. Реализация планов.

8. Оценка достигнутых результатов.

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:

· 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, документов, моделей и чертежей и их статусе;

· данные о разработчиках;

· указания и требования, касающиеся финишной обработки и качества поверхностей готового изделия;

· данные о качестве изделий;

· данные об эксплуатации изделия.

Приведенный перечень не является полным и может быть расширен.

Многие из перечисленных типов данных требуют для своего представления сложных специфических информационных моделей, учитывающих семантику данных и правила работы с ними. Например, международные стандарты ИСО 10303 и ИСО 15384, регламентируют технологию представления данных об изделии и его компонентах на стадии проектирования и подготовки производства, стандарты ИЛП [DEF STAN 0060] – представление данных об изделии в контексте обеспечения эффективной эксплуатации, стандарты серии ИСО серии 9000 рассматривают данные о качестве изделий.

Например, на стадии проектирования и разработки используются данные об изделии, о процессе проектирования, о требуемых организационных и иных ресурсах. Информационная модель технологической подготовки производства трактуется как описание процесса, использующее данные об изделии и технологических ресурсах. Модель производства также может быть представлена как описание процесса, связанного с данными об изделии и потребных материальных, финансовых и иных ресурсах.

Кроме того, частные информационные модели могут быть сформированы для специфических точек зрения (view), например "управление качеством" или "обеспечение эффективной эксплуатации".

Каждый класс данных может иметь свой набор "методов" работы, который образует "технологический" слой программного обеспечения – систему (или комплекс систем) управления данными, учитывающую их семантику, особенности организации и обеспечивающую высокоуровневый интерфейс обмена с прикладными системами.

Под технологией управления данными будем понимать комплекс методов, понятий (объектов), информационных моделей, правил использования, интерфейсов доступа к данным, необходимых и достаточных для работы с данным классом данных при решении различных задач в ходе ЖЦ изделия.

Модели данных (или их части) могут быть представлены с использованием различных технологий (ИСО 10303-11 Express, ИСО 8879 SGML и т.д.). При этом они должны быть логически взаимоувязанными. При преобразовании данных из одной форму в другую объекты информационных моделей должны интерпретироваться однозначно (mapping). Один из вариантов такой технологии изложен в стандарте ИСО 18876.

Приведение совместно используемых в ходе ЖЦ данных к единой стандартизованной информационной модели существенно упрощает построение интегрированной информационной системы, поскольку позволяет применять коммерческие (COTS) прикладные решения для различных конкретных задач.

 

Порядок выполнения работы.

Работа выполняется в подгруппах из 4 студентов, чем достигается возможность коллективного принятия решения.

1. Познакомиться с основными положениями ИПИ.

2. Разработать схематично жизненный цикл изделия, характерный для заданного предприятия (см. задание лаб. работа №3).

3. На основе данных по системам различного класса разработать рекомендации для заданного предприятия по созданию интегрированной информационной среды на предприятии.

4. На схему жизненного цикла изделия добавить предлагаемые Вами для ее автоматизации готовые программные продукты.

5. Описать возможные проблемы при создании интегрированной информационной среды, с использованием предложенных систем.

6. Оформить отчет.

 

Требования к отчету.

Отчет должен содержать:

1) Основные понятия CALS;

2) Описание предприятия;

3) Схема жизненного цикла изделия;

4) Описание предлагаемых программных продуктов;

5) Схема жизненного цикла с предложенными программными продуктами для автоматизации;

6) Описание возможных проблем.

 

 

Корпоративные информационные системы: CALS-технологии: методические указания к выполнению лабораторной работы №6 для студентов дневной формы обучения по направлению 230200 – «Информационные системы и технологии».

 

 

Тищенко Анастасия Анатольевна

 

 

Научный редактор Ю.М. Казаков

Редактор издательства Л.И. Афонина

Компьютерный набор А.А. Тищенко

 

 

Темплан 200_ г., п 16

Подписано в печать

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ.л. 0,7. Уч. -изд. л. 0,7 Тираж 50 экз. Заказ Бесплатно

Брянский государственный технический университет.

Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, тел. 58-82-49.

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16