CALS-tehnoloģijas ir Jēdziens un definīcija, pielietojuma mērķis

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Rūpnieciskās ražošanas sistēmu attīstības vēsturē notika notikumi, kas radīja priekšnoteikumus revolucionāram tehnoloģiju lēcienam. Un ar to pastāvēšanas faktu viņi mainīja ne tikai uzņēmumu, kuros tika veikti inovatīvi procesi, bet arī visas pasaules izskatu. Pirmā tvaika dzinēja izveide bija sākotnējais stimuls tehnoloģisko mašīnu un mehānismu parādīšanās, kas simts gadus vēlāk pārvērtās par modernām iekārtām produktu ražošanai. Elektromagnētiskās indukcijas atklāšana kļuva par pamatu jaunai elementārai bāzei, sākot no pirmo uzlādējamo akumulatoru uzbūves līdz moderniem datoriem, telefoniem un dažādu ierīču elektriskajai daļai. Henrija Forda ieviestās pirmās automašīnu montāžas līnijas noteica lielo uzņēmumu tendenci nākamajām desmitgadēm. Toyota "Lean Manufacturing" metodes un koncepcijas ir ļāvušas izveidot elastīgas, īpaši pielāgotas sistēmas ar minimālu resursu patēriņu un maksimālu produktu kvalitāti. Faktiski mēs runājam par rūpniecības revolūcijām ražošanas un pakalpojumu sniegšanas jomā.

Intensīva informācijas attīstībatehnoloģijas komunikācijas un komunikācijas jomās, projektējot sarežģītas sistēmas un izstrādājot jaunas informācijas pārvaldības tehnoloģijas, radīja priekšnoteikumus šādu inovāciju rašanās - tās ir CALS tehnoloģijas.

Pieteikuma atbilstība

Mūsdienās praktiski nav cilvēku darbības veidu bez informācijas izstrādes rezultātu izmantošanas. Medicīna, vieglā un smagā rūpniecība, spēļu industrija, zinātniskā un inovatīvā darbība - dažādi programmatūras produkti atvieglo procesus, un bieži vien ir to būtisks elements.

Rūpniecības uzņēmumu darbības sfēru informatizācijas turpmāka padziļināšana mūsdienās ir būtisks nosacījums veiksmīgai tautsaimniecības attīstībai. Inteliģentie inženiertehniskie procesi, automatizētie procesi uzņēmuma ražošanas darbību vadīšanai kopā ar tā tehnisko pārkārtojumu un inovatīvu datorizētu tehnoloģisko procesu izveidi lielā mērā ļauj veidot optimālu resursietilpīgu ražošanu, pilnībā atklājot rūpniecisko potenciālu.

Progresīvās ražošanas vadības metodes un pieejas, kas radušās pēdējās desmitgadēs, parasti tiek sauktas par loģistikas tehnoloģijām. Tas ir saistīts ar to, ka loģistika pēta un veido dažādas ražošanas un organizatoriskās darbības plūsmas, kas ietver materiālās, finanšu un informācijas struktūras. Tāpēc pareizāk ir runāt par CALS tehnoloģijām loģistikā.

Šīs pieejas galvenā atšķirība ir tādas vadības sistēmas izveide, kas automatizē nevis noteiktus darba veidus, funkcijas un uzdevumus, bet ļauj formalizēt visus uzņēmuma procesus - projektēšanu, ražošanu, piegādi, pārdošanu, pēc. -pārdošanas serviss.

Radīšanas vēsture

Vispārīgi runājot, CALS tehnoloģija ir vienotas informācijas telpas izveides process viena produkta dzīves cikla atbalsta sistēmā. Attīstoties ražošanas sistēmām, radās nepieciešamība izstrādāt mehānismus un procedūras ātrai datu apmaiņai starp dažādiem ražošanas attiecību subjektiem dažādos produktu lietošanas posmos.

Sākotnēji šī koncepcija tika ieviesta ASV armijā, lai samazinātu dokumentu daudzumu, palielinātu atgriezeniskās saites efektivitāti starp klientiem un ieroču un munīcijas piegādātājiem, uzlabotu sistēmas vadāmību un samazinātu kopējās izmaksas informācijas apgabalam. Pats saīsinājums CALS nozīmēja "Computer Supply Support".

Pastāvot samērīgai efektivitātei (pēc eksperimentālajiem datiem būtiski pieaugusi darba ražīgums un samazinājušies darbības zaudējumi), laika gaitā CALS-tehnoloģijas un CALS-sistēmas ir būtiski paplašinājušas savu darbības lauku. Dažādas mašīnbūves nozares, būvniecības un transporta nozares, augsto tehnoloģiju nozaru projektu izstrādes joma. Turklāt, ja sākotnēji pieteikums aprobežojās ar ražošanu un darbību, tad tagad koncepcija bija spēkāvisos produkta dzīves cikla posmos - no tirgus analīzes līdz iznīcināšanas procesam fiziskas vai novecošanas dēļ.

Mūsdienās CALS tehnoloģiju izmantošana ir kļuvusi par starpvalstu stratēģiju elektroniskai elektroniskai procesu pārvaldībai dažādos produkta dzīves cikla līmeņos. Ir vairāki desmiti organizāciju, kas koordinē šo sistēmu attīstības aspektus dažādu valstu un alianses līmenī (piemēram, Ziemeļatlantijas alianse).

Īss kopsavilkums

Galvenie CALS-tehnoloģiju principi ir balstīti uz produkta pastāvēšanas posmu kontroli un organizēšanu. Tie ietver:

• nodrošina sistēmas pārvaldību (speciālu informācijas telpu izmantošana);
• izmaksu samazināšana visos posmos;
• standarta mehānismu izmantošana pārvaldīto objektu aprakstīšanai (informācijas plūsmu integrācija);
• programmas elementu diferencēšana, pamatojoties uz vienotu standartu izmantošanu (datu un piekļuves saskarnes) un platformu izmantošanu uz komerciāla pamata;
• informācijas attēlošana bezpapīra veidā, ar prioritāti izmantojot elektronisko parakstu;
• visu procesu saistītā inženierija;
• nepārtraukta pielāgošana un uzlabošana, lai izveidotu optimālu vadības modeli.

Informācijas plaknes izveide ietver problēmas risināšanu divos līmeņos:

• atsevišķu ražošanas elementu automatizācija un ar to saistīto informācijas pārvaldības plūsmu veidošanadati;
• dažādu informācijas bloku sastāvs (kas papildus viendabīgas informācijas vides iegūšanai garantē arī uzņēmuma kopējās stratēģijas sastādīšanu).

Savlaicīga un nepārtraukta CALS tehnoloģiju izstrāde ir nepieciešams nosacījums ražošanas sistēmas tehniskajai attīstībai.

Integrētās vides priekšrocības ietver:

• aizsargājiet datus laika gaitā (nodrošiniet integritāti);
• nodrošinot piekļuvi informācijai visiem projekta dalībniekiem neatkarīgi no viņu atrašanās vietas telpā;
• datu zuduma samazināšana;
• sistēmas elastība, lai reaģētu uz veiktajām korekcijām (izmaiņas ir pieejamas gandrīz uzreiz visā sistēmā);
• apstrādes caurlaidspējas palielināšana;
• Spēcīgas un daudzveidīgas dizaina un atbalsta platformas.

CALS tehnoloģijas priekšrocības mašīnbūvē

CALS izmantošanas perspektīvas rūpniecības uzņēmumos slēpjas specializētas organizatoriskās un informācijas vides veidošanā, kas ļauj:

• ievērojami paaugstināt sadarbības līmeni starp dažādām nozarēm vienotu informācijas apstrādes standartu dēļ;
• samazināt uzņēmumu teritoriālā izvietojuma ietekmi un tādējādi ierobežot attālumu ietekmi uz mijiedarbības efektivitāti;
• veidot virtuālos ražošanas elementus, kas ļauj kontrolēt produktu projektēšanu, ražošanu un darbību individuālo praktisko uzdevumu līmenī;
• aizsargāt darba rezultātus, pamatojoties uzdarba rezultātu nepārtrauktība visos produkta dzīves cikla posmos;
• optimizējiet izmaksas, samazinot papīru darbu;
• izmantojiet vadības un kontroles procesu "caurspīdīgumu", pateicoties integrēto modeļu izstrādei;
• izveidojiet jaudīgu informācijas atbalstu visos ražošanas cikla posmos;
• izveidotu kopēju produktu informācijas standartizācijas sistēmu;
• nodrošināt nepieciešamo produkta kvalitātes līmeni.

CALS tehnoloģiju pamatu pielietošana ir ārkārtīgi svarīga, lai saglabātu uzņēmuma attīstības līmeni atbilstoši mūsdienu tendencēm starptautiskajā industriālajā arēnā.

Vispārīgas pieejas informācijas infrastruktūras izveidei

Galvenais mehānisms produktu projektēšanai un turpmākai pielāgošanai sērijveida ražošanai ir ražošanas tehniskā sagatavošana. Parasti tas tiek īstenots trīs galvenajos posmos - dizaina izstrāde un grafiskā dokumentācija, tehnoloģiju izstrāde un ražošanas sistēmas sagatavošana, kā arī optimālu dizaina un tehnoloģiju iespēju izvēle no ekonomiskās efektivitātes viedokļa. Šī procedūra kopš brīža, kad tā tika izmantota PSRS aizsardzības uzņēmumos 60. gadu vidū, ir kļuvusi pazīstama civilā sektora sistēmām. Pateicoties tā izmantošanai, ir ievērojami samazināts laiks jaunu konstrukciju projektēšanai un sagatavošanai ekspluatācijai, un produktu uzticamības līmenis ir vairāk nekā divkāršojies. Tajā pašā laikā nozīmīgskvalitātes nodrošināšanas rezultāti.

Mūsdienu datortehnoloģijās ir rīki un pieejas, kas ļauj konsolidēt visus ražošanas datus un prezentēt tos elektroniskā modeļa veidā. Tas atvieglo inženiertehnisko analīzi, dažādu dizaina (tehnoloģisko) specifikāciju izveidi, tehnisko rokasgrāmatu un gatavu tehnisko risinājumu katalogu izstrādi. CALS, ĀTI informatizācijas tehnoloģijas ir vispārēja tendence ražošanas projektēšanas sistēmu attīstībā.

Pētniecības jomas

CALS tehnoloģiju piemēri ir digitālās ražošanas projektēšanas metodes, kas atbalsta produkta dzīves cikla pārvaldību (Product LifecycleManagement) - tā sauktās PLM sistēmas.

Tās ir šādas sistēmu klases:

• CAD - (Computer Aided Design) - produktu un elementu projektēšanas problēmu risināšana; objektu modelēšana plaknē (2D modelis) un telpā (3D modelis); rasējumu iegūšanas līdzekļi; datu arhīvi par strukturālajiem elementiem un dokumentu veidņu izveide.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - objektu īpašību izpēte (ražošanas un ekspluatācijas laikā); verifikācijas sistēmu izveide objekta analīzei pēc izstrādātā modeļa; objekta parametru optimizācija atbilstoši noteiktiem nosacījumiem un ierobežojumiem.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - CNC iekārtu kontrolleru programmēšana; instrumenta trajektorijas iespēju izpēte atbilstoši apstrādātās virsmas algoritmiem; ģeometrisko konfliktu analīze; pielāgošana aprīkojumam.
• PDM -(Produktu datu pārvaldība) - datu uzglabāšanas un dokumentācijas kontrole; paraugu arhīva izveide; nodrošinot piekļuvi informācijai un tās aizsardzību.

Uzņēmuma resursu pārvaldība

Vēl viena svarīga skaitļošanas metožu funkcija ir dažādu resursu un uzņēmumu plūsmu vadība reāllaikā – loģistika, finanšu, noliktavu, personāla, plānošanas un mārketinga. Sistēmas, kas īsteno iepriekš minētos uzdevumus, tiek sauktas par ERP sistēmām (Enterprise Resource Planning – uzņēmuma resursu pārvaldība).

Šādas sistēmas ir jauna CALS tehnoloģiju pārvaldības metodika, kas ievieš nepieciešamo funkcionalitāti, pamatojoties uz īpašu informācijas infrastruktūru.

Šīs programmatūras produktu klases tipiskās funkcijas ir:

• dažādu specifikāciju izveide un kontrole (ļauj noteikt galaproduktu, ņemt vērā visus ražošanai nepieciešamos resursus);
• pārdošanas vadība (produktu pārdošanas prognoze, pamatojoties uz pārdošanas plāniem);
• materiālu nepieciešamības analīze (partiju lieluma un piegādes termiņu noteikšana, konkrētas izejvielu un komponentu grupas);
• iepirkuma aktivitāšu organizēšana (piegādes līgumu slēgšana, uzņēmuma noliktavas darbības optimizācija);
• plānojot ražošanas jaudu izmantošanu (gan visa uzņēmuma, gan atsevišķu cehu vai darba vietu līmenī);
• finanšu resursu kontrole (grāmatvedībaun finanšu audits).

Ņemiet vērā, ka piedāvātās CALS tehnoloģijas ir konceptuālais pamats informācijas atbalstam produktu radīšanas un darbības ciklam. Kas parāda tā maksimālo efektivitāti, kad abas sistēmas (PLM un ERP) apvieno.

Sistēmas lietojums

CALS-tehnoloģijas, pirmkārt, ir biznesa procesu informatīvā atbalsta metode, kas ir atradusi savu pielietojumu dažādās ražošanas darbības jomās. Tās izplatīšanas un izmantošanas efektivitātes pamatā ir atbilstošas informācijas vides sistemātiska attīstība. Lai sasniegtu šo mērķi, nepieciešams nosacījums ir īpašu kompozīcijas pieeju izmantošana jaunu atbalsta sistēmu veidošanai.

Šāda uzņēmuma piemērs Krievijas tirgū ir CALS tehnoloģiju izpētes centrs "Lietišķā loģistika". Uzņēmuma galvenie uzdevumi ir progresīvu platformu un to izmantošanas standartu plānā. Galvenās aktivitātes ir: dažādu projektēšanas datu operatīvās uzraudzības ieviešana un produktu zudumu samazināšana.

CALS tehnoloģiju izpētes centrs - vairāku pazīstamu autorēšanas platformu izstrādātājs. Īsi tos apskatīsim.

PDM lietojumprogrammas klase

Attēlo datu avotu, kura pamatā ir modeļi, kas formalizēti ar īpašiem starptautiskajiem ISO standartiem.

Visizplatītākās funkcijas ir šādas:

• informācijas kontrole par konstrukciju galvenajām īpašībām;
• izpētes ierīce priekšturpmākās sistēmas izmaiņas;
• loģistikas principu ievērošanas analīze;
• ievācot datus par produktu kvalitātes komponentes parametriem;
• kontrolmasīva darbības;
• elementu kopu (CAD-CAM utt.) mijiedarbības nodrošināšana.

Kā redzat, CALS tehnoloģiju izmantošana nodrošina pilnīgu produkta kontroli dizaina elementu bāzes līmenī.

Papildu funkcijas:

• klasifikatoru sarakstu (atsauces datu banku) darbība un kontrole;
• ražošanas informācijas pārvaldība;
• pārvaldīt produkta parametrus reāllaikā;
• produktu mainīgās struktūras koku diagrammu izstrāde;
• darbs ar konstrukciju modeļiem atbilstoši iepriekšējām opcijām;
• elementu īpašību analīze pēc dažādiem rādītājiem;
• produkta izkārtojums ar dokumentāciju: modeļi, rasējumi, teksta informācija, datu tabulas;
• darbs ar arhīviem;
• specifikāciju un paziņojumu veidošana;
• tehnoloģisko procesu, iekārtu, instrumentu datu pārvaldība;
• detalizēta ražošanas tehnoloģija (maršruti, darbības, pārejas);
• tehnoloģiju posmu mijiedarbības analīze ar dizaina elementu bāzi;
• dažādu resursu patēriņa rādītāju noteikšana sistēmā;
• tehnoloģijas elementu vizualizācija instrumenta iegūšanai;
• mainīt kontroli pēc apstrādes metodēm;
• operāciju vadība;
• piekļuves nodrošināšana datiem;
• datu saskaņošana pa e-pastuparaksti;
• kvalitātes kontrole;
• viedās meklētājprogrammas darbības nodrošināšana;
• displeja veidu mainīgums utt.

Kā redzat, funkciju skaits un saturs ir pietiekams, lai iegūtu visaptverošu informāciju attiecīgā procesa pilnīgai analīzei.

Tehniskās rokasgrāmatas veidotājs

Darbs ar dokumentāciju par sarežģītu sistēmu darbību. Tas ir balstīts uz starptautiskajām prasībām, kas regulē produktu loģistikas atbalsta jautājumus. Standarta galvenā ideja ir strādāt ar informācijas vienību komplektu. Galvenā koncepcija ir dokumentācijas modularitāte. Informācija tiek sadrumstalota, izmantojot īpašus kodus. Darbības joma - jebkura veida transports, militārais aprīkojums, ekipējums.

Tiek nodrošināta elastīga pielāgošanās mainīgajiem apstākļiem. Komplekss piemērots gan mātesuzņēmumiem, gan radniecīgiem uzņēmumiem (materiālu, komponentu ražotājiem).

LSA Suite

Ir procedūru kopums, kas savlaicīgi ievieš ražošanas sistēmu loģistikas atbalstu. Ļauj atrisināt vairākus uzdevumus, piemēram, noteikt kļūmju kritiskuma uzticamību, izveidot funkcionālu apkopes modeli, noteikt nepieciešamo rezerves daļu skaitu.

ATLAS

Speciāli izstrādāta aviācijas tehnisko sistēmu darbības datu apstrādei specializēta platforma. Norādīto drošību nodrošina pastāvīgs stāvokļa monitorings. Veiktā analīze un turpmākie uzlabojumi ļauj ievērojamiizmaksu ietaupījums.

Lietošanas piemēri

CALS tehnoloģijas Krievijā izmanto daudzi vietējie uzņēmumi gan civilajā, gan militārajā sektorā. Elektroniskā dokumentācija tiek izmantota daudziem produktiem. Piemēram, aviācijā lidmašīnām, helikopteriem, lidmašīnu dzinējiem un sastāvdaļām. Turklāt notiek navigācijas sistēmu, telefona un radio sakaru un kontroles sistēmu izstrāde. Tos izmanto automobiļu aprīkojuma projektēšanā un izstrādē. Sistēmas elementi tiek izmantoti Voroņežas mehāniskajā rūpnīcā, valsts korporācijā "Rosatom", AES "Aerosila", OJSC "Krievijas dzelzceļš" un citos. Kā redzat, CALS tehnoloģijas piemēri ir diezgan dažādi.

Secinājums

CALS tehnoloģiju pārvaldība ir aktuāls un mūsdienīgs uzdevums, ar ko saskaras organizācijas. Totālās informatizācijas laikmetā vietējās un globālās informācijas telpu klātbūtne ir galvenā attīstības stratēģija. CALS standarti, kuru pamatā ir dažādas programmatūras sistēmas, ir pamats modernu augsto tehnoloģiju produktu radīšanai, ko ražo automatizētas ražošanas sistēmas.

Ir pienācis laiks principiāli jauniem ražošanas organizācijas elementiem, kas balstās uz end-to-end vadības procesiem un automatizētu darba vietu ieviešanu projektēšanas un tehnoloģiskajā vidē. Un, lai gan pāreja no novecojušām tehnoloģiskajām iekārtām uz darbgaldiem ar ciparu vadību unDaudzasu apstrādes centri (un tās visas ir CALS tehnoloģijas) prasa milzīgas intelektuālās, materiālās un finansiālās izmaksas, visiem uzņēmumiem, kas vēlas atbilst laikmeta garam, ir jāiet šis ceļš.