CALS technologijos yra Sąvoka ir apibrėžimas, taikymo tikslas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Pramoninės gamybos sistemų raidos istorijoje įvyko įvykių, sudariusių prielaidas revoliuciniam technologijų šuoliui. Ir dėl savo egzistavimo jie pakeitė ne tik įmonių, kuriose buvo vykdomi inovatyvūs procesai, bet ir viso pasaulio išvaizdą. Pirmosios garo mašinos sukūrimas buvo pradinis postūmis atsirasti technologinėms mašinoms ir mechanizmams, kurie po šimto metų virto modernia gaminių gamybos įranga. Elektromagnetinės indukcijos atradimas tapo naujos elementinės bazės pagrindu – nuo pirmųjų įkraunamų baterijų sukūrimo iki modernių kompiuterių, telefonų ir įvairių prietaisų elektrinės dalies. Henris Fordas pristatė pirmąsias automobilių surinkimo linijas, nustatęs tendenciją didelėms įmonėms ateinantiems dešimtmečiams. Toyota „Lean Manufacturing“metodai ir koncepcijos leido sukurti lanksčias, individualiai pritaikytas sistemas su minimaliomis išteklių sąnaudomis ir maksimalia gaminių kokybe. Tiesą sakant, mes kalbame apie pramonės revoliucijas gamybos ir paslaugų teikimo srityje.

Intensyvus informacijos vystymastechnologijos komunikacijos ir komunikacijos srityse, projektuojant sudėtingas sistemas ir kuriant naujas informacijos valdymo technologijas, sudarė prielaidas šioms naujovėms atsirasti – tai CALS technologijos.

Programos aktualumas

Šiandien praktiškai nėra žmogaus veiklos rūšių, kuriose nebūtų naudojami informacijos tobulinimo rezultatai. Medicina, lengvoji ir sunkioji pramonė, žaidimų pramonė, mokslinė ir inovacinė veikla – įvairūs programinės įrangos produktai palengvina procesus ir dažnai yra jų esminis elementas.

Tolimesnis pramonės įmonių veiklos sferų informatizacijos gilinimas šiandien yra svarbi sėkmingos ūkio plėtros sąlyga. Sumanūs inžineriniai procesai, automatizuoti įmonės gamybinės veiklos valdymo procesai, kartu su jos technine pertvarkymu ir inovatyvių kompiuterizuotų technologinių procesų sukūrimu, didžiąja dalimi leidžia suformuoti optimalią daug išteklių reikalaujančią gamybą, visiškai atskleidžiant pramonės potencialą.

Pažangūs gamybos valdymo metodai ir požiūriai, atsiradę pastaraisiais dešimtmečiais, dažniausiai vadinami logistikos technologijomis. Taip yra dėl to, kad logistika tyrinėja ir formuoja įvairius gamybinės ir organizacinės veiklos srautus, apimančius materialines, finansines ir informacines struktūras. Todėl teisingiau kalbėti apie CALS technologijas logistikoje.

Pagrindinis šio požiūrio skirtumas – sukurti valdymo sistemą, kuri automatizuoja ne tam tikrus darbų tipus, funkcijas ir užduotis, o leidžia formalizuoti visus įmonės procesus – projektavimą, gamybą, tiekimą, pardavimą, po. -pardavimo paslauga.

Kūrybos istorija

Apskritai CALS technologija yra vienos informacinės erdvės kūrimo procesas vienoje produkto gyvavimo ciklo palaikymo sistemoje. Tobulėjant gamybos sistemoms, atsirado būtinybė sukurti greito duomenų mainų tarp įvairių gamybinių santykių subjektų įvairiuose gaminių naudojimo etapuose mechanizmus ir procedūras.

Iš pradžių ši koncepcija buvo įgyvendinta JAV kariuomenėje, siekiant sumažinti dokumentų kiekį, padidinti grįžtamojo ryšio tarp klientų ir ginklų bei šaudmenų tiekėjų efektyvumą, pagerinti sistemos valdymą ir sumažinti bendras informacinės srities išlaidas. Santrumpa CALS reiškia „Computer Supply Support“.

Turint pagrįstą efektyvumą (eksperimentiniais duomenimis, darbo našumas ženkliai išaugo ir veiklos nuostoliai sumažėjo), laikui bėgant CALS-technologijos ir CALS-sistemos gerokai išplėtė savo veiklos sritį. Įvairios mechaninės inžinerijos šakos, statybos ir transporto sektoriai, aukštųjų technologijų pramonės projektų vystymo sritis. Be to, jei iš pradžių taikymas apsiribojo gamyba ir eksploatavimu, dabar koncepcija galiojovisuose gaminio gyvavimo ciklo etapuose – nuo rinkos analizės iki pašalinimo proceso dėl fizinio ar pasenimo.

Šiandien CALS technologijų naudojimas tapo tarptautine kompiuterinio elektroninio procesų valdymo įvairiais gaminio gyvavimo ciklo lygiais strategija. Yra kelios dešimtys organizacijų, koordinuojančių šių sistemų kūrimo aspektus įvairių valstybių ir aljansų lygiu (pavyzdžiui, Šiaurės Atlanto aljansas).

Trumpa santrauka

Pagrindiniai CALS technologijų principai yra pagrįsti gaminio egzistavimo etapų kontrole ir organizavimu. Tai apima:

• užtikrinti sistemos valdymą (naudojant specialias informacines erdves);
• išlaidų mažinimas visuose etapuose;
• standartinių mechanizmų naudojimas aprašant valdomus objektus (informacijos srautų integravimas);
• programos elementų diferencijavimas remiantis bendrų standartų (duomenų ir prieigos sąsajų) naudojimu ir platformų naudojimu komerciniu pagrindu;
• informacijos pateikimas be popierinio pagrindo, pirmenybę teikiant elektroninio parašo naudojimui;
• susijusi visų procesų inžinerija;
• nuolatinis koregavimas ir tobulinimas, siekiant sukurti optimalų valdymo modelį.

Informacinės plokštumos kūrimas apima dviejų lygmenų problemos sprendimą:

• atskirų gamybos elementų automatizavimas ir su tuo susijusių informacijos valdymo srautų formavimasduomenys;
• įvairių informacinių blokų sudarymas (kuris, be homogeniškos informacinės aplinkos gavimo, garantuoja ir bendros įmonės strategijos sudarymą).

Laikus ir nuolatinis CALS technologijų kūrimas yra būtina gamybos sistemos techninės plėtros sąlyga.

Integruotos aplinkos pranašumai:

• apsaugokite duomenis laikui bėgant (užtikrinkite vientisumą);
• prieigos prie informacijos suteikimas visiems projekto dalyviams, nepaisant jų padėties erdvėje;
• duomenų praradimo sumažinimas;
• sistemos lankstumas reaguojant į atliktus pakeitimus (pakeitimai pasiekiami beveik akimirksniu visoje sistemoje);
• padidėja apdorojimo pralaidumas;
• Galingos ir įvairios dizaino bei palaikymo platformos.

CALS technologijos privalumai mechaninėje inžinerijoje

CALS naudojimo pramonės įmonėse perspektyvos yra specializuotos organizacinės ir informacinės aplinkos, leidžiančios:

• dėl vienodų informacijos apdorojimo standartų labai padidės skirtingų pramonės šakų bendradarbiavimo lygis;
• mažinti įmonių teritorinės padėties įtaką ir taip apriboti atstumų įtaką sąveikos efektyvumui;
• kurti virtualius gamybos elementus, leidžiančius kontroliuoti gaminių projektavimą, gamybą ir veikimą individualių praktinių užduočių lygiu;
• apsaugoti darbo rezultatus remiantisdarbo rezultatų tęstinumas visuose gaminio gyvavimo ciklo etapuose;
• optimizuokite išlaidas sumažindami popierizmą;
• naudokite valdymo ir kontrolės procesų „skaidrumą“dėl integruotų modelių kūrimo;
• sukurkite galingą informacijos palaikymą visuose gamybos ciklo etapuose;
• sukurti bendrą produkto informacijos standartizavimo sistemą;
• užtikrinti reikiamą produkto kokybės lygį.

CALS technologijų pagrindų taikymas yra nepaprastai svarbus norint išlaikyti įmonės išsivystymo lygį atsižvelgiant į šiuolaikines tendencijas tarptautinėje pramonės arenoje.

Bendrieji informacinės infrastruktūros kūrimo būdai

Pagrindinis gaminių projektavimo ir vėlesnio pritaikymo serijinei gamybai mechanizmas yra techninis gamybos paruošimas. Paprastai jis įgyvendinamas trimis pagrindiniais etapais – projekto kūrimo ir grafinės dokumentacijos, technologijų kūrimo ir gamybos sistemos paruošimo, taip pat optimalių projektavimo ir technologijų variantų ekonominio efektyvumo požiūriu parinkimo. Ši procedūra nuo to momento, kai ji buvo naudojama SSRS gynybos įmonėse septintojo dešimtmečio viduryje, tapo žinoma civilinio sektoriaus sistemoms. Dėl jo naudojimo žymiai sutrumpėjo naujų konstrukcijų projektavimo ir paruošimo eksploatacijai laikas, o gaminio patikimumo lygis išaugo daugiau nei dvigubai. Tuo pačiu reikšmingaskokybės užtikrinimo rezultatai.

Šiuolaikinės kompiuterinės technologijos turi įrankius ir metodus, kurie leidžia konsoliduoti visus gamybos duomenis ir pateikti juos elektroninio modelio forma. Tai palengvina inžinerinę analizę, įvairių projektinių (technologinių) specifikacijų kūrimą, techninių žinynų ir gatavų techninių sprendimų katalogų kūrimą. CALS, TUI informatizacijos technologijos yra bendra gamybos projektavimo sistemų kūrimo tendencija.

Tyrimo sritys

CALS technologijų pavyzdžiai yra skaitmeninės gamybos projektavimo metodai, palaikantys produkto gyvavimo ciklo valdymą (Product LifecycleManagement) – vadinamąsias PLM sistemas.

Jos apima šias sistemų klases:

• CAD - (Computer Aided Design) - gaminių ir elementų projektavimo problemų sprendimas; objektų modeliavimas plokštumoje (2D modelis) ir erdvėje (3D modelis); brėžinių gavimo priemonės; duomenų archyvai apie struktūrinius elementus ir dokumentų šablonų kūrimas.
• CAE – (Computer Aided Engineering) – objektų savybių tyrimas (gamybos ir eksploatacijos metu); objekto analizės patikros sistemų kūrimas pagal sukurtą modelį; objekto parametrų optimizavimas pagal nurodytas sąlygas ir apribojimus.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - CNC staklių valdiklių programavimas; įrankio trajektorijos variantų tyrimas pagal apdirbamo paviršiaus algoritmus; geometrinių konfliktų analizė; pritaikymas prie įrangos.
• PDM –(Produktų duomenų valdymas) – duomenų saugojimas ir dokumentacijos kontrolė; pavyzdžių archyvo kūrimas; užtikrinant prieigą prie informacijos ir jos apsaugą.

Įmonės išteklių valdymas

Kita svarbi skaičiavimo metodų funkcija yra įvairių išteklių ir įmonės srautų – logistikos, finansų, sandėliavimo, personalo, planavimo ir rinkodaros – valdymas realiuoju laiku. Sistemos, kurios įgyvendina aukščiau nurodytas užduotis, vadinamos ERP sistemomis (Enterprise Resource Planning – įmonės išteklių valdymas).

Tokios sistemos yra nauja CALS technologijų valdymo metodika, kuri įdiegia reikiamą funkcionalumą remiantis specialia informacine infrastruktūra.

Įprastos šios klasės programinės įrangos produktų funkcijos:

• įvairių specifikacijų kūrimas ir kontrolė (leidžia nustatyti galutinį produktą, atsižvelgti į visus gamybai reikalingus išteklius);
• pardavimų valdymas (produkto pardavimo prognozė pagal pardavimo planus);
• medžiagų poreikio analizė (partijų dydžio ir pristatymo terminų, konkrečių žaliavų ir komponentų grupių nustatymas);
• pirkimo veiklos organizavimas (tiekimo sutarčių sudarymas, įmonės sandėlio veiklos optimizavimas);
• gamybos pajėgumų išnaudojimo planavimas (tiek visos įmonės, tiek atskirų cechų ar darbo vietų lygiu);
• finansinių išteklių kontrolė (apskaitair finansinis auditas).

Atkreipkite dėmesį, kad pateiktos CALS technologijos yra koncepcinis informacinės paramos pagrindas gaminių kūrimo ir eksploatavimo gyvavimo ciklui. Tai rodo maksimalų efektyvumą, kai abi sistemos (PLM ir ERP) sujungiamos.

Sistemos naudojimas

CALS-technologijos – tai visų pirma verslo procesų informacinės paramos metodas, suradęs savo pritaikymą įvairiose gamybinės veiklos srityse. Jos sklaidos ir naudojimo efektyvumas grindžiamas sistemingu tinkamos informacinės aplinkos kūrimu. Norint pasiekti šį tikslą, būtina sąlyga yra specialių kompozicinių metodų naudojimas kuriant naujas paramos sistemas.

Tokios įmonės pavyzdys Rusijos rinkoje yra CALS technologijų tyrimų centras „Taikomoji logistika“. Pagrindinės įmonės užduotys yra progresyvių platformų ir jų naudojimo standartų plotmėje. Pagrindinės veiklos kryptys: įvairių projektinių duomenų operatyvinės stebėsenos įgyvendinimas ir gaminių nuostolių mažinimas.

CALS technologijų tyrimų centras – kelių gerai žinomų kūrimo platformų kūrėjas. Trumpai apžvelgsime juos.

PDM taikymo klasė

Nurodo duomenų š altinį, pagrįstą modeliais, įformintais specialiais tarptautiniais ISO standartais.

Dažniausios funkcijos:

• informacijos apie pagrindines konstrukcijų savybes valdymas;
• tyrimo įrenginys, skirtasvėlesni sistemos pakeitimai;
• logistikos principų laikymosi analizė;
• rinkti duomenis apie gaminių kokybės komponento parametrus;
• valdymo masyvo operacijos;
• elementų rinkinių (CAD-CAM ir kt.) sąveikos užtikrinimas.

Kaip matote, CALS technologijų naudojimas užtikrina visišką gaminio kontrolę dizaino elementų bazės lygiu.

Papildomos funkcijos:

• klasifikatorių sąrašų (nuorodų duomenų bankų) veikimas ir kontrolė;
• gamybos informacijos valdymas;
• valdykite produkto parametrus realiuoju laiku;
• produktų kintamosios struktūros medžio diagramų kūrimas;
• darbas su struktūrų modeliais pagal ankstesnes parinktis;
• elementų charakteristikų analizė įvairiais rodikliais;
• produkto išdėstymas su dokumentacija: modeliai, brėžiniai, tekstinė informacija, duomenų lentelės;
• darbas su archyvais;
• specifikacijų ir teiginių formavimas;
• technologinių procesų, įrangos, įrankių duomenų valdymas;
• gamybos technologijos detalizavimas (maršrutai, operacijos, perėjimai);
• technologijos etapų sąveikos su dizaino elementų baze analizė;
• įvairių sistemos išteklių vartojimo normų nustatymas;
• technologijos elementų vizualizacija įrankiui gauti;
• keisti valdymą apdorojimo metodais;
• operacijų valdymas;
• prieigos prie duomenų suteikimas;
• duomenų sutikrinimas elparašai;
• kokybės kontrolė;
• išmaniosios paieškos sistemos veikimo užtikrinimas;
• vaizdo tipų kintamumas ir kt.

Kaip matote, funkcijų skaičiaus ir turinio pakanka, kad gautumėte išsamią informaciją, kad būtų galima išsamiai analizuoti nagrinėjamą procesą.

Techninio vadovo kūrėjas

Darbas su sudėtingų sistemų veikimo dokumentais. Jis pagrįstas tarptautiniais reikalavimais, reglamentuojančiais gaminių logistinės paramos klausimus. Pagrindinė standarto idėja yra dirbti su informacijos vienetų rinkiniu. Pagrindinė koncepcija yra dokumentacijos moduliškumas. Informacija fragmentuojama naudojant specialius kodus. Taikymo sritis – bet koks transportas, karinė įranga, įranga.

Suteikiamas lankstus prisitaikymas prie besikeičiančių sąlygų. Kompleksas tinka tiek patronuojančioms įmonėms, tiek susijusioms įmonėms (medžiagų, komponentų gamintojams).

LSA Suite

Tai procedūrų rinkinys, kuris laiku įgyvendina gamybos sistemų logistinį palaikymą. Leidžia išspręsti daugybę užduočių, pavyzdžiui, nustatyti gedimų kritiškumo patikimumą, sukurti funkcinį priežiūros modelį, nustatyti reikiamą atsarginių dalių skaičių.

ATLAS

Specializuota platforma, sukurta specialiai duomenims apie techninių aviacijos sistemų veikimą apdoroti. Nurodytas saugumas užtikrinamas nuolatiniu būklės stebėjimu. Atlikta analizė ir vėlesni atnaujinimai leidžia žymiaisutaupyti išlaidų.

Naudojimo pavyzdžiai

CALS technologijas Rusijoje naudoja daugelis vidaus įmonių, tiek civiliniame, tiek kariniame sektoriuose. Daugeliui gaminių naudojama elektroninė dokumentacija. Pavyzdžiui, aviacijoje orlaiviams, sraigtasparniams, orlaivių varikliams ir komponentams. Be to, kuriamos navigacinės sistemos, telefono ir radijo ryšio bei valdymo sistemos. Jie naudojami projektuojant ir kuriant automobilių įrangą. Sistemos elementai naudojami Voronežo mechanikos gamykloje, valstybinėje korporacijoje „Rosatom“, AE „Aerosila“, OJSC „Russian Railways“ir kt.. Kaip matote, CALS technologijos pavyzdžiai yra gana įvairūs.

Išvada

CALS technologijų valdymas yra aktuali ir šiuolaikiška užduotis, su kuria susiduria organizacijos. Visuotinės informatizacijos eroje lokalios ir globalios informacinės erdvės yra pagrindinė plėtros strategija. CALS standartai, pagrįsti įvairiomis programinės įrangos sistemomis, yra šiuolaikinių aukštųjų technologijų produktų, gaminamų automatizuotomis gamybos sistemomis, kūrimo pagrindas.

Atėjo laikas iš esmės naujiems gamybos organizavimo elementams, kurie yra pagrįsti galutiniais valdymo procesais ir automatizuotų darbo vietų įdiegimu projektavimo ir technologinėje aplinkoje. Ir nors pereinama nuo pasenusios technologinės įrangos prie staklių su skaitmeniniu valdymu irkelių ašių apdirbimo centrai (ir tai visos CALS technologijos) reikalauja milžiniškų intelektinių, materialinių ir finansinių išlaidų, todėl visos įmonės, kurios nori atitikti laikmečio dvasią, turi eiti šiuo keliu.