CALS-технології в САПР

Міністерство  освіти і науки, молоді та спорту України

Закарпатський державний університет

Факультет інформатики

Кафедра інформаційних управляючих систем і технологій  
 
 
 
 
 
 

Реферат

CALS-технології в САПР

З дисципліни «Системи автоматизованого проектування» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Виконала:

студентка ІV курсу

Василенко С. В.

Керівник:

доц. Мішустін В.О. 
 
 
 
 

Ужгород - 2011

     Технології  комплексної комп'ютеризації сфер промислового виробництва, мета яких - уніфікація і  стандартизація специфікацій промислової  продукції на всіх етапах її життєвого циклу, називають CALS-технологіями. Основні специфікації представлені проектної, технологічної, виробничої, маркетингової, експлуатаційної документації.

     В основу CALS-технології покладено ряд  стандартів ( рис. 1 ).

     У CALS-системах передбачені зберігання, обробка і передача інформації в комп'ютерних середовищах, оперативний доступ до даних у потрібний час і в потрібному місці. Термінологія в області CALS ще остаточно не встановилася. Так, спочатку абревіатура "CALS" розшифровувалася як "Computer Aided Logistics Systems", тобто "автоматизована логістична підтримка". Оскільки під логістикою зазвичай розуміють дисципліну, присвячену питанням постачання і управління запасами, а функції CALS набагато ширші і пов'язані з усіма етапами життєвого циклу промислових виробів, застосовують більш відповідну предмету розшифровку абревіатури "CALS" - Continuous Acquisition and Lifecycle Support. В українській мові поняття CALS відповідає ІПВ (інформаційна підтримка виробів) або КСПВ (комп'ютерний супровід та підтримка виробів).

     Застосування CALS-технологій дозволяє істотно скоротити  обсяги проектних робіт, оскільки описи  багатьох складових частин устаткування, машин і систем, що проектували  раніше, зберігаються в уніфікованих форматах даних мережевих серверів, доступних різного роду системи і середовища, адаптації до мінливих умов експлуатації, спеціалізації проектних організацій і т. д.  

Рис. 1. Структурна схема  проблематики CALS-технологій

     Передбачається, що успіх на ринку складної технічної  продукції буде немислимий без технологій CALS.

     Розвиток CALS-технологій має привести до появи  так званих віртуальних виробництв, в яких процес створення специфікацій з інформацією для програмно  керованого технологічного устаткування, достатньої для виготовлення виробу, може бути розподілений в часі і просторі між багатьма організаційно автономними проектними студіями. Серед безперечних досягнень CALS-технологій слід відзначити легкість поширення передових проектних рішень, можливість багаторазового відтворення частин проекту в нових розробках та ін.

     Побудова  відкритих розподілених автоматизованих  систем здійснюється для забезпечення однакового опису та інтерпретації  даних, незалежно від місця і  часу їх отримання в загальній  системі, що має масштаби аж до глобальних. Структура проектної, технологічної та проектування та управління складових у промисловості є основою сучасних CALS-технологій. Головна проблема їх побудови - експлуатаційна документація: мови її подання повинні бути стандартизованими. Тоді стає реальною успішна робота над спільним проектом різних колективів, розділених в часі і просторі і використовують різні CAE / CAD / CAM-системи.

     Одна  і та ж конструкторська документація може бути застосована багаторазово в різних проектах, а одна і та ж технологічна документація - адаптована до різних виробничих умов, що дозволяє істотно скоротити і здешевити загальний цикл проектування і виробництва. Крім того, спрощується експлуатація систем.

     Таким чином, інформаційна інтеграція є невід'ємною властивістю CALS-систем. Тому в основу CALS-технологій покладено ряд стандартів, що забезпечують таку інтеграцію.

     Важливі проблеми, які потребують вирішення  при створенні комплексних САПР, - управління складністю проектів і  інтеграція ПЗ. Ці проблеми включають  питання декомпозиції проектів, розпаралелювання проектних робіт, цілісності даних, міжпрограмних інтерфейсів і ін.

     В даний час CALS-технології розглядаються  як бізнес з високими темпами зростання  і ключ до забезпечення успіху підприємств  на внутрішньому і зовнішньому ринках. Використання CALS-систем і логістики означає перехід до нового образу і стилю ведення бізнесу в умовах ринкових відносин.

     CALS-технології  стали інтенсивно розвиватися  в останньому десятилітті. В  основі цього лежали наступні  напрями науково-технічного прогресу:

• TQM (Total Quality Management) - загальне управління якістю;
• системний підхід і системний аналіз;
• "острівкова" або "клаптева" автоматизація бізнес-процесів;
• інформаційні (комп'ютерні) технології, що задовольняють світовим стандартам і вимогам відкритих систем;
• системи поглиблених знань у конкретних областях.

     Сама  абревіатура "CALS" використовується близько 20 років, але смисловий зміст  терміна зазнало значної еволюції, зокрема:

     1985 р., Computer Aided of Logistics Support - комп'ютерна  підтримка логічних систем;

     1988 р., Computer Aided Acquisition and Lifecycle - комп'ютерні  поставки та підтримка життєвого  циклу; 

     1993 р., Continual Aided Acquisition and Lifecycle - підтримка  безперервних поставок і життєвого  циклу; 

     1995 р., Commerce at Light Speed ​​- бізнес у високому темпі;

     1997 р., Continuous Acquisition and Lifecycle Support - безперервна  підтримка життєвого циклу продукту.

     Процес  побудови чітких визначень в області CALS-технологій поки не завершений, термінологічний  словник тільки готується до випуску, тому що ті формулювання, які наводяться у цьому підручнику, не можна вважати стандартними.

     Визначення 1. CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support - безперервна підтримка життєвого циклу (ЖЦ) продукту, слід розглядати як стратегію систематичного підвищення ефективності, продуктивності та рентабельності процесів господарської діяльності підприємства. Це можливо за рахунок впровадження сучасних методів інформаційної взаємодії учасників ЖЦ продукту.

     У "Проекті Керівництва із застосування CALS в НАТО", випущеному 1 березня 2000, термін "CALS" (Continuous Acquisition and Life Cycle Support) визначається як "... спільна стратегія промисловості та уряду (держави), спрямована на реінженеринг (зміна, перетворення) існуючих бізнес-процесів - в єдиний високоавтоматизований і інтегрований процес управління життєвим циклом систем військового призначення ". У даному контексті життєвий цикл включає в себе розробку, виробництво, застосування та утилізацію військової системи.

     У дослівному перекладі абревіатура "CALS" означає "безперервність поставок продукції і підтримки її життєвого циклу". "Безперервність поставок" вимагає і передбачає оптимізацію процесів взаємодії "замовника і постачальника" в ході розробки, проектування та виробництва складної продукції, термін життя якої з урахуванням різних модернізацій становить десятки років. Для забезпечення ефективності, а також скорочення витрат коштів і часу процес взаємодії замовника і постачальника повинен бути дійсно безперервним.

     Друга частина визначення CALS - "підтримка  життєвого циклу" - полягає в  оптимізації процесів обслуговування, ремонту, постачання запасними частинами  і модернізації. Оскільки витрати  на підтримку складного наукоємного  вироби в працездатному стані  часто дорівнюють або перевищують витрати на його придбання, принципове скорочення "вартості володіння" забезпечується інвестиціями у створення системи підтримки життєвого циклу.

     Метою застосування CALS-технологій як інструменту  організації та інформаційної підтримки всіх учасників створення виробництва та користування продуктом є підвищення ефективності їх діяльності. Це можливо за рахунок прискорення процесів дослідження та розробки продукції, додання виробу нових властивостей, скорочення витрат у процесах виробництва та експлуатації продукції, підвищення рівня сервісу в процесах її експлуатації та технічного обслуговування.

     Стратегія CALS об'єднує в собі:

• застосування сучасних інформаційних технологій;
• реінженеринг бізнес-процесів;
• застосування методів "паралельної" розробки;
• стандартизацію в області спільного використання даних і електронного обміну даними.

     Визначення 2. CALS-система являє собою програмно-технічний  комплекс у вигляді інтегрованих інформаційних технологій підтримки  всіх етапів ЖЦ продукції, що відповідають вимогам CALS-стандартів.

     Найбільш  важливими аспектами при розгляді науково-методичної, програмно-технічної  та нормативно-правової сторін CALS-технологій є: функціональне моделювання бізнес-процесів, технології аналізу та реінженерингу, віртуальні підприємства та багатопрофільні колективи, інформаційна інфраструктура, нормативна документація.

      У більшості підприємств існують "острівці" автоматизації у вигляді роз'єднаних  автоматизованих систем САПР, АРМ, АСУТП  та ін. Подальший кількісний ріст "острівкової" автоматизації без інтеграції інформаційних технологій мало перспективний. Разом з тим заміна всіх використовуваних систем вимагає величезних матеріальних витрат і зазвичай недоцільна. Розумніше створювати інформаційну інфраструктуру, в рамках якої існуючі автоматизовані системи об'єднуються і інтегруються, а там, де необхідно, доповнюються новими технологіями.

     Побудова  такої інформаційної інфраструктури починається з інвентаризації та аналізу всіх існуючих автоматизованих  систем. При цьому визначається, на якому етапі розвитку в даний момент перебувають автоматизовані системи; які системи треба зберегти, які замінити і які - заново розробити.

     У ході аналізу треба з'ясувати  поточний стан інформаційних технологій, що використовуються учасниками передбачуваного віртуального підприємства, врахувати плани партнерів, їх підходи до стандартизації.

     Зазвичай  виявляється великий обсяг даних, які зберігаються на паперових носіях, які слід перенести в електронне середовище. Треба розглянути доцільність такого перетворення і визначити, яка інформація, в якому обсязі, в якій формі і яким способом передаватиметься в рамках єдиного інформаційного простору.

     На  основі аналізу вирішуються завдання проектування архітектури CALS-системи. Проектування архітектури передбачає визначення апаратних засобів, мережевої інфраструктури, ПО, необхідного для підтримки удосконалених процесів і нового стилю роботи.

     При цьому велику увагу слід приділити:

• створенню корпоративних сховищ даних з одноразовим введенням і багаторазовим колективним використанням даних;
• стандартизації форматів даних і способів доступу до них;
• ефективності управління інформацією.

     Архітектура, що розроблюється, повинна враховувати швидкий розвиток ІТ та технологій комунікацій, які змінюються у високому темпі. Приблизно за чотири роки змінилося три покоління ПК і відповідне ПЗ. Тому треба забезпечити максимальну гнучкість архітектури, наприклад шляхом застосування відкритих систем і стандартних промислових рішень за рахунок відмови від сильно індивідуалізованих спеціальних рішень. Треба постійно відслідковувати і переглядати архітектуру, щоб врахувати нові розробки з максимальною ефективністю.