CALS-teknologier er Konsept og definisjon, formålet med bruken

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

I historien om utviklingen av industrielle produksjonssystemer fant det sted hendelser som skapte forutsetninger for et revolusjonerende teknologisprang. Og ved at de eksisterte, førte de til en endring i utseendet til ikke bare bedrifter der innovative prosesser ble utført, men også for hele verden. Opprettelsen av den første dampmaskinen var den første drivkraften for fremveksten av teknologiske maskiner og mekanismer, som hundre år senere ble til moderne utstyr for produksjon av produkter. Oppdagelsen av elektromagnetisk induksjon ble grunnlaget for en ny elementær base, fra konstruksjonen av de første oppladbare batteriene til moderne datamaskiner, telefoner og den elektriske delen av forskjellige enheter. Henry Fords introduksjon av de første samlebåndene for biler satte trenden for store bedrifter i flere tiår fremover. Toyotas «Lean Manufacturing»-metoder og konsepter har gjort det mulig å lage fleksible, skreddersydde systemer med minim alt ressursforbruk og maksimal produktkvalitet. Faktisk snakker vi om industrielle revolusjoner innen produksjon og levering av tjenester.

Intensiv utvikling av informasjonteknologier innen kommunikasjon og kommunikasjon, utforming av komplekse systemer og utvikling av nye informasjonshåndteringsteknologier skapte forutsetningene for fremveksten av følgende innovasjoner - dette er CALS-teknologier.

Relevans for søknad

I dag er det praktisk t alt ingen typer menneskelig aktivitet uten bruk av resultatene fra informasjonsutvikling. Medisin, lett og tung industri, spillindustri, vitenskapelige og innovative aktiviteter – ulike programvareprodukter letter prosesser, og er ofte deres kritiske element.

Ytterligere utdyping av informatiseringen av aktivitetssfærene til industribedrifter i dag er en viktig forutsetning for vellykket utvikling av økonomien. Intelligente ingeniørprosesser, automatiserte prosesser for å administrere produksjonsaktivitetene til en bedrift, sammen med dets tekniske omutstyr og opprettelsen av innovative datastyrte teknologiske prosesser, tillater i stor grad å danne optimal ressurskrevende produksjon med full avsløring av industripotensial.

Progressive metoder og tilnærminger til produksjonsstyring som har dukket opp de siste tiårene, omtales vanligvis som logistikkteknologier. Dette skyldes at logistikk utforsker og danner ulike flyter i produksjon og organisasjonsaktiviteter, som inkluderer materielle, økonomiske og informasjonsstrukturer. Derfor er det mer riktig å snakke om CALS-teknologier i logistikk.

Hovedforskjellen med denne tilnærmingen er å lage et styringssystem som ikke automatiserer visse typer arbeid, funksjoner og oppgaver, men som lar deg formalisere alle prosessene i bedriften - design, produksjon, forsyning, salg, etter -salgstjeneste.

History of Creation

Generelt sett er CALS-teknologi prosessen med å skape et enkelt informasjonsrom i et enkelt produkts livssyklusstøttesystem. Med utviklingen av produksjonssystemer ble det nødvendig å utvikle mekanismer og prosedyrer for rask utveksling av data mellom ulike emner av produksjonsforhold på ulike stadier av bruken av produkter.

Opprinnelig ble dette konseptet implementert i det amerikanske militæret for å redusere mengden papirarbeid, øke effektiviteten av tilbakemeldinger mellom kunder og leverandører av våpen og ammunisjon, forbedre systemadministrasjonen og redusere de totale kostnadene for informasjonsområdet. Selve forkortelsen CALS sto for "Computer Supply Support".

Å ha en rimelig effektivitet (i henhold til eksperimentelle data har arbeidsproduktiviteten økt betydelig og driftstapene har gått ned), over tid har CALS-teknologier og CALS-systemer utvidet sitt virkefelt betydelig. Ulike grener av maskinteknikk, konstruksjon og transportsektorer, området for prosjektutvikling av høyteknologiske industrier. Dessuten, hvis applikasjonen i utgangspunktet var begrenset til produksjon og drift, var konseptet nå gyldigi alle stadier av produktets livssyklus - fra markedsanalyse til avhendingsprosessen på grunn av fysisk eller foreldelse.

I dag har bruken av CALS-teknologier blitt en tverrnasjonal strategi for papirløs elektronisk prosessstyring på ulike nivåer av produktets livssyklus. Det er flere dusin organisasjoner som koordinerer aspekter ved utviklingen av disse systemene på nivå med forskjellige stater og allianser (for eksempel den nordatlantiske alliansen).

Et kort sammendrag

Hovedprinsippene for CALS-teknologier er basert på kontroll og organisering av stadier av produktets eksistens. Disse inkluderer:

• sikre systemadministrasjon (bruk av spesielle informasjonsrom);
• kostnadsminimering i alle stadier;
• bruk av standardmekanismer for å beskrive administrerte objekter (integrasjon av informasjonsflyter);
• differensiering av programelementer basert på bruk av felles standarder (data- og tilgangsgrensesnitt) og bruk av plattformer på kommersiell basis;
• representasjon av informasjon på papirløs basis med prioritet ved bruk av elektronisk signatur;
• tilknyttet prosjektering av alle prosesser;
• kontinuerlig justering og forbedring for å skape en optimal styringsmodell.

Å lage et informasjonsplan innebærer å løse et problem på to nivåer:

• automatisering av individuelle produksjonselementer og dannelse av relaterte informasjonshåndteringsflyterdata;
• sammensetning av ulike informasjonsblokker (som i tillegg til å oppnå et homogent informasjonsmiljø, også garanterer sammensetningen av virksomhetens overordnede strategi).

Rettidig og kontinuerlig utvikling av CALS-teknologier er en nødvendig betingelse for teknisk utvikling av produksjonssystemet.

Fordelene med et integrert miljø inkluderer:

• beskytt data over tid (sørg for integritet);
• gi tilgang til informasjon for alle prosjektdeltakere, uavhengig av deres plassering i verdensrommet;
• minimering av datatap;
• fleksibiliteten til systemet for å svare på justeringene som er gjort (endringer er tilgjengelig nesten umiddelbart i hele systemet);
• økende behandlingsgjennomstrømning;
• Kraftfulle og mangfoldige design- og støtteplattformer.

Fordeler med CALS-teknologi i maskinteknikk

Utsikter for bruk av CALS i industribedrifter ligger i dannelsen av et spesialisert organisasjons- og informasjonsmiljø som tillater:

• øke samarbeidsnivået mellom ulike bransjer betydelig på grunn av enhetlige standarder for informasjonsbehandling;
• redusere innflytelsen fra foretakenes territorielle plassering og derved begrense innflytelsen fra avstander på effektiviteten av samhandling;
• lag virtuelle produksjonselementer som lar deg kontrollere design, produksjon og drift av produkter på nivå med individuelle praktiske oppgaver;
• beskytt arbeidsresultater basert påkontinuitet i arbeidsresultater i alle stadier av produktets livssyklus;
• optimaliser kostnadene ved å redusere papirarbeid;
• bruk "gjennomsiktigheten" i styrings- og kontrollprosesser, takket være utviklingen av integrerte modeller;
• lag kraftig informasjonsstøtte for alle stadier av produksjonssyklusen;
• lag et felles standardiseringssystem for produktinformasjon;
• sikre det nødvendige nivået av produktkvalitet.

Anvendelse av det grunnleggende innen CALS-teknologi er ekstremt viktig for å holde bedriftens utviklingsnivå med moderne trender på den internasjonale industrielle arenaen.

Generelle tilnærminger til å lage informasjonsinfrastruktur

Hovedmekanismen for design og påfølgende tilpasning av produkter til serieproduksjon er teknisk klargjøring av produksjonen. Som regel implementeres det i tre hovedtrinn - designutvikling og grafisk dokumentasjon, teknologiutvikling og produksjonssystemforberedelse, samt valg av optimale design- og teknologi alternativer fra et synspunkt om økonomisk effektivitet. Denne prosedyren, fra det øyeblikket den ble brukt i forsvarsbedriftene i USSR på midten av 60-tallet, har blitt kjent for sivile sektorsystemer. Takket være bruken har tiden for utforming og klargjøring for drift av nye strukturer blitt betydelig redusert, og nivået av produktpålitelighet har mer enn doblet seg. Samtidig betydeligkvalitetssikringsresultater.

Moderne datateknologi har verktøy og tilnærminger som lar deg konsolidere alle produksjonsdata og presentere dem i form av en elektronisk modell. Dette forenkler ingeniøranalyse, opprettelse av ulike design (teknologiske) spesifikasjoner, utvikling av tekniske manualer og kataloger over ferdige tekniske løsninger. CALS, FDI-informatiseringsteknologier er en generell trend i utviklingen av produksjonsdesignsystemer.

Forskningsområder

Eksempler på CALS-teknologier er digitale produksjonsdesignmetoder som støtter produktlivssyklusadministrasjon (Product LifecycleManagement) - de såk alte PLM-systemene.

Disse inkluderer følgende systemklasser:

• CAD - (Computer Aided Design) - løse problemer med å designe produkter og elementer; modellering av objekter på et plan (2D-modell) og i rommet (3D-modell); midler for å skaffe tegninger; dataarkiver om strukturelle elementer og oppretting av dokumentmaler.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - studie av egenskapene til objekter (under produksjon og drift); opprettelse av verifikasjonssystemer for analyse av objektet i henhold til den utviklede modellen; optimalisering av objektparametere i henhold til spesifiserte forhold og begrensninger.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programmering av CNC-maskinkontrollere; studie av verktøybane alternativer i henhold til algoritmene til den maskinerte overflaten; analyse av geometriske konflikter; passer til utstyr.
• PDM -(Product Data Management) - datalagring og dokumentasjonskontroll; opprette et arkiv med prøver; sikre tilgang til informasjon og dens beskyttelse.

Bedriftsressursadministrasjon

En annen viktig funksjon av beregningsmetoder er sanntidsstyring av ulike ressurser og virksomhetsflyter – logistikk, økonomi, lager, personal, planlegging og markedsføring. Systemer som implementerer oppgavene ovenfor omtales som ERP-systemer (Enterprise Resource Planning - enterprise resource management).

Slike systemer representerer en ny metodikk for å administrere CALS-teknologier, som implementerer den nødvendige funksjonaliteten basert på en spesiell informasjonsinfrastruktur.

Typiske funksjoner for denne klassen av programvareprodukter inkluderer:

• oppretting og kontroll av ulike spesifikasjoner (lar deg bestemme sluttproduktet, ta hensyn til alle nødvendige ressurser for produksjon);
• salgsstyring (produktsalgsprognose basert på salgsplaner);
• analyse av materialbehov (bestemme størrelse på partier og leveringstider, spesifikke grupper av råvarer og komponenter);
• organisering av anskaffelsesaktiviteter (inngåelse av forsyningskontrakter, optimalisering av lageraktiviteter i bedriften);
• planlegging av utnyttelse av produksjonskapasitet (på nivå med både hele bedriften og individuelle verksteder eller jobber);
• kontroll av økonomiske ressurser (regnskapog finansiell revisjon).

Merk at de presenterte CALS-teknologiene er det konseptuelle grunnlaget for informasjonsstøtte for livssyklusen for produksjon og drift av produkter. Som viser maksimal effektivitet når begge systemene (PLM og ERP) smelter sammen.

Systembruk

CALS-teknologier er for det første en metode for informasjonsstøtte for forretningsprosesser, som har funnet sin anvendelse i ulike områder av produksjonsaktiviteten. Effektiviteten av formidlingen og bruken er basert på systematisk utvikling av et hensiktsmessig informasjonsmiljø. For å nå dette målet er en nødvendig betingelse bruken av spesielle komposisjonelle tilnærminger til dannelsen av nye støttesystemer.

Et eksempel på et slikt selskap i det russiske markedet er Forskningssenteret for CALS-teknologi "Applied Logistics". Selskapets hovedoppgaver ligger i planen med progressive plattformer og standarder for deres bruk. Hovedaktivitetene er: implementering av driftsovervåking av ulike designdata og minimering av produkttap.

Research Center for CALS-technologies - utvikler av flere kjente forfatterplattformer. La oss ta en kort gjennomgang av dem.

PDM-applikasjonsklasse

Representerer en datakilde basert på modeller som er formalisert av spesielle internasjonale ISO-standarder.

De vanligste funksjonene inkluderer:

• kontroll av informasjon om hovedegenskapene til strukturer;
• forskningsenhet forpåfølgende systemendringer;
• analyse av samsvar med logistikkprinsipper;
• samler inn data om parametrene til kvalitetskomponenten til produkter;
• kontrollarrayoperasjoner;
• sikre interaksjonen mellom elementsett (CAD-CAM, etc.).

Som du kan se, gir bruken av CALS-teknologi full kontroll over produktet på nivå med elementbasen i designet.

Ytterligere funksjoner:

• drift og kontroll av lister over klassifiserere (referansedatabanker);
• administrasjon av produksjonsinformasjon;
• administrer produktparametere i sanntid;
• utvikling av trediagrammer for produkters variable struktur;
• arbeide med mønstre av strukturer i henhold til tidligere alternativer;
• analyse av egenskapene til elementer ved forskjellige indikatorer;
• produktoppsett med dokumentasjon: modeller, tegninger, tekstinformasjon, datatabeller;
• arbeide med arkiver;
• formasjon av spesifikasjoner og erklæringer;
• datahåndtering av teknologiske prosesser, utstyr, verktøy;
• detaljering av produksjonsteknologi (ruter, operasjoner, overganger);
• analyse av samspillet mellom teknologistadier og elementbasen i designet;
• fastsettelse av forbruksrater for ulike ressurser i systemet;
• visualisering av elementer av teknologi for å skaffe et verktøy;
• endre kontroll etter behandlingsmetoder;
• driftsstyring;
• gir tilgang til data;
• avstemming av data på e-postsignaturer;
• kvalitetskontroll;
• sikre funksjonen til den smarte søkemotoren;
• variasjon av visningstyper osv.

Som du kan se, er antall og innhold av funksjoner tilstrekkelig for å få omfattende informasjon for en fullstendig analyse av den aktuelle prosessen.

Technical Guide Builder

Jobber med dokumentasjon vedrørende drift av komplekse systemer. Den er basert på internasjonale krav som regulerer spørsmålene om logistikkstøtte for produkter. Nøkkelideen til standarden er å jobbe med et sett med informasjonsenheter. Hovedkonseptet er dokumentasjonsmodularitet. Informasjon er fragmentert ved hjelp av spesielle koder. Omfang - alle typer transport, militært utstyr, utstyr.

Fleksibel tilpasning til skiftende forhold er gitt. Komplekset er egnet for både morforetak og relaterte foretak (produsenter av materialer, komponenter).

LSA Suite

Er et sett med prosedyrer som implementerer logistikkstøtten til produksjonssystemer i tide. Lar deg løse en rekke oppgaver, for eksempel å bestemme påliteligheten til det kritiske ved feil, lage en funksjonell vedlikeholdsmodell, bestemme det nødvendige antallet reservedeler.

ATLAS

En spesialisert plattform designet spesielt for behandling av data om drift av tekniske luftfartssystemer. Den spesifiserte sikkerheten ivaretas ved konstant overvåking av staten. Analysen utført og påfølgende oppgraderinger gjør det mulig å betydeligkostnadsbesparelser.

Brukseksempler

CALS-teknologier i Russland brukes av mange innenlandske bedrifter, både sivile og militære sektorer. Elektronisk dokumentasjon brukes for mange produkter. For eksempel innen luftfart for fly, helikoptre, flymotorer og komponenter. I tillegg pågår utvikling av navigasjonssystemer, telefon- og radiokommunikasjon og kontrollsystemer. De brukes i design og utvikling av bilutstyr. Elementer av systemet brukes ved Voronezh Mechanical Plant, det statlige selskapet "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Russian Railways" og andre. Som du kan se, er eksempler på CALS-teknologi ganske forskjellige.

Konklusjon

Administrasjon av CALS-teknologier er en faktisk og moderne oppgave organisasjoner står overfor. I en tid med total informatisering er tilstedeværelsen av lokale og globale informasjonsrom en sentral utviklingsstrategi. CALS-standarder, basert på en rekke programvaresystemer, er grunnlaget for å skape moderne høyteknologiske produkter produsert av automatiserte produksjonssystemer.

Tiden er inne for grunnleggende nye elementer i organiseringen av produksjonen, som er basert på ende-til-ende styringsprosesser og innføring av automatiserte arbeidsplasser i design- og teknologimiljøet. Og selv om overgangen fra utdatert teknologisk utstyr til maskinverktøy med numerisk kontroll ogflerakse maskineringssentre (og dette er alle CALS-teknologier) krever enorme intellektuelle, materielle og økonomiske kostnader, alle virksomheter som ønsker å møte tidsånden må gå denne veien.