Е.В. Смоленцев
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ (CALS- ТЕХНОЛОГИИ):
КУРС ЛЕКЦИЙ
Учебное пособие
Воронеж 2010
ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
Е.В. Смоленцев
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
(CALS- ТЕХНОЛОГИИ):
КУРС ЛЕКЦИЙ
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2010
УДК 621.9.047
Смоленцев Е.В. Информационные технологии управления производством (CALS- технологии): курс лекций: учеб. пособие / Е.В.Смоленцев. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010. 170 с.
Учебное пособие включает теоретические и практические сведения касающихся современных компьютерных систем, изучаемых в курсе «Информационные технологии управления производством (CALS- технологии)».
Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 151000 «Конструкторско- технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств», специальности 151001 «Технология машиностроения», дисциплине «Информационные технологии управления производством (CALS- технологии)».
Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения.
Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD XP и содержится в файле Конспект лекций CALS.doc
Табл. 3. Ил. 18. Библиограф.: 8 назв.
Рецензенты: кафедра автоматизации производственных процессов Воронежской государственной лесотехнической академии ( зав. кафедрой
д-р. техн. наук, проф. В.С. Петровский);
д-р техн. наук, проф. А.В.Кузовкин
Смоленцев Е.В., 2010
Оформление. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010
ВВЕДЕНИЕ
Во второй половине двадцатого века роль информации как ресурса деятельности человека постоянно росла. Этот процесс наблюдается и в наши дни, что приводит к преобразованиям практически во всех сферах жизни общества. Уже можно говорить о том, что наша техногенная цивилизация вступила в новую стадию, основой которой являются быстро распространяющиеся и всепроникающие информационные технологии (ИТ).
Сегодня можно наблюдать процесс перехода как отдельных компаний, так и целых стран от традиционной рыночной системы, связанной с переработкой все больших объемов ресурсов при помощи промышленных технологий и индустриального способа массового производства товаров к системе, основанной на накопленных информационных ресурсах, позволяющих создавать высокотехнологичные товары и услуги. Наиболее показательным примером этого является перенос производства товаров и услуг крупнейшими корпорациями Европы, США, Японии в страны, отстающие в своем научном развитии. То есть, фактически, страны, лидирующие в своем развитии, продают накопленную информацию на выгодных для себя условиях государствам, не имеющим необходимых знаний и опыта, но располагающими значительными трудовыми ресурсами.
Традиционно, преимущество в конкуренции обеспечивала стратегия, основанная на следующих факторах: стоимости (владения, использования, обучения, техподдержки и т. д.); времени (производственного цикла, разработки и т. д.); гибкости (изменения по желанию заказчика, дополнительные возможности, комплектация и т. д.); качестве (необходимости в переделке, исправлении брака и т.д.); инновации (т.е. нововведении в области техники, технологии, организации труда или управления, основанном на использовании достижений науки и передового опыта, обеспечивающем качественное повышение эффективности производственной системы или качество продукции).
Последние десятилетия все старались (и до сих пор стараются) выжать как можно больше из этих факторов ценности. Сейчас остался лишь один новый, мало использованный прежде, но весьма ценный ресурс для стратегии конкуренции: информация (может характеризоваться точностью, актуальностью, последовательностью, полнотой, ясностью, доступностью, безопасностью и т. д.).
На основании всего вышесказанного, можно говорить о том, что информация и информационные технологии могут быть основой развития как отдельных предприятий, так и всего общества в целом, а их внедрение и распространение способно дать многочисленные конкурентные преимущества в самых различных сферах человеческой деятельности.
1. Информационные системы на предприятии
1.1 Структура информационной системы предприятия
Любое предприятие для анализа возникающих проблем, принятия решений, контроля операций, создания новых продуктов или услуг нуждается в информации.
Под информацией понимаются осмысленные и переработанные данные, которые используются для решения управленческих задач. Данные отражают события, происходящие как в самой организации, так и за ее пределами.
Информационной системой предприятия можно назвать систему, показывающую точки входа и выхода информации, направления ее потоков и взаимосвязи между ними.
Упрощенная схема информационной системы предприятия показана на рисунке 1.1. [4].
Как видно даже из этой упрощенной схемы, число информационных потоков заметно больше, чем путей перемещения товаров. В современной экономике обработка и обмен информацией могут приносить больше прибыли, чем движение товаров от продавца к покупателю. Стоимость компаний все в большей степени определяется не ее материальными активами (здания, оборудование), а такими нематериальными активами, как люди, идеи, технологии, а также стратегией объединения и использования главных информационных ресурсов компании.
Значительная часть этих информационных потоков состоит из достаточно легко поддающихся автоматизации процедур, что открывает широкое поле возможностей для использования современных технологий передачи и обработки информации.
Созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем занимается отрасль информационных (компьютерных) технологий (ИТ, от англ. information technology, IT).
Рисунок 1.1. Схема информационной системы предприятия
1.2. Этапы развития информационных систем и технологий на машиностроительных предприятиях
Можно выделить следующие основные этапы развития информационных технологий [2]:
1960 годы - автоматизация выполнения простейших функций;
1970 годы - интеллектуальная направленность информационных технологий, развитие информационного моделирования, прогнозирования и управления;
1980 годы - расширение областей применения информационных технологий, создание локальных сетей и электронных баз данных. Привлечение к использованию информационных технологий руководителей всех уровней управления;
1990 годы - стремление к объединению информационных ресурсов и кооперации при создании информационных технологий; совместное использование информации; создание виртуальных предприятий.
В настоящее время развитие существующих информационных систем и создание новых неразрывно связаны с понятием CALS-технологий. Кроме того, в некоторых случаях, термины «CALS-технологии» и «информационные технологии» употребляются как синонимы. Упрощенно, можно сказать, что CALS-технологии - это информационные технологии, построенные на определенных стандартах.
В России в качестве аналога понятия CALS иногда используется термин ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий).
Впервые концепция CALS возникла в середине 70-х годов в оборонном комплексе США в связи с необходимостью повышения эффективности управления и сокращения затрат на информационное взаимодействие в процессах заказа, поставок и эксплуатации средств вооружения и военной техники. Причиной возникновения идеи была естественная потребность в организации «единого информационного пространства», обеспечивающего оперативный обмен данными между заказчиком (федеральными органами), производителями и потребителями военной техники. На первоначальном этапе аббревиатура CALS расшифровывалась как Computer Aided Logistic Support - компьютерная поддержка поставок. Предметом CALS являлась безбумажная технология взаимодействия между организациями, заказывающими, производящими и эксплуатирующими военную технику, а также формат представления соответствующих данных.
CALS базировалась на результатах программы интегрированной компьютеризации производства (ICAM), реализованной в Министерстве обороны США. Массовое применение информационных технологий в рамках этоц программы потребовало унификации и стандартизации методов описания и анализа организационных и производственных систем. На основе уже имевшихся технологий был разработан ряд федеральных стандартов IDEF, а метод функционального моделирования IDEF0 был принят в качестве стандарта CALS.
Это положило начало процесса углубленной стандартизации и унификации правил взаимодействия участников информационных систем, значительно повышающего возможности взаимодействия на всех уровнях деятельности человека.
CALS-технологии, доказав свою эффективность, перестали использоваться только у военных и начали активно применяться в промышленности, строительстве, транспорте и других отраслях экономики, расширяясь и охватывая все этапы жизненного цикла продукта. Новая концепция сохранила аббревиатуру CALS, но получила более широкую трактовку Continuous Acquisition and Life Cycle Support – непрерывная поддержка ЖЦ продукта (изделия). CALS быстро превратилась в глобальную бизнес-стратегию перехода на безбумажную электронную технологию работы, повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта, за счет информационной интеграции и совместного использования информации на всех его этапах.
Работы по внедрению CALS-технологий велись в 2 этапа. На первом этапе (рубеж 90-х годов) основное внимание уделялось представлению в электронном виде технической документации. На этом же этапе была определена технология представления технической и конструкторско - технологической документации в так называемом «нейтральном» электронном формате. На втором этапе (начало 90-х годов), в рамках всемирного консорциума 25 ведущих технических организаций США, было достигнуто соглашение об использовании нового «нейтрального» стандарта описания данных ISO 10303 (STEP- Standart for the Exchange of Product Model Data). Сразу же после разработки стандарта STEP была начата разработка стандартов ISO 13584 (PLIB), ISO 15531 (MANDATЕ), предназначенных для описания и представления информации о компонентах и комплектующих изделия, производственно-эксплуатационной среды и обмена данными, которые имеют общую со STEP структуру и технологию построения. Эти стандарты заложили основу CALS-технологий.
В настоящее время в мире действует более 25 национальных организаций, координирующих вопросы развития CALS-технологий, в том числе в США, Канаде, Японии, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии, а также в рамках НАТО.
В России, хотя и с некоторым отставанием во времени от передовых индустриальных стран, начиная с середины 90-х годов, началось внедрение CALS как в гражданской, так и в военной сфере.
В настоящий момент CALS понимается как глобальная стратегия повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта за счет информационной интеграции и преемственности информации, порождаемой на всех этапах жизненного цикла. Средствами реализации данной стратегии являются CALS-технологии, в основе которых лежит набор интегрированных информационных моделей: самого жизненного цикла и выполняемых в его ходе бизнес-процессов, продукта, производственной и эксплуатационной среды. Возможность совместного использования информации обеспечивается применением компьютерных сетей и стандартизацией форматов данных, обеспечивающей корректную интерпретацию информации [9].