CALS-tehnologije su Pojam i definicija, svrha primjene

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

U povijesti razvoja industrijskih proizvodnih sustava dogodili su se događaji koji su stvorili preduvjete za revolucionarni iskorak u tehnologiji. A činjenicom svog postojanja doveli su do promjene izgleda ne samo poduzeća u kojima su se provodili inovativni procesi, već i cijelog svijeta. Stvaranje prvog parnog stroja bio je početni poticaj za nastanak tehnoloških strojeva i mehanizama, koji su se stotinu godina kasnije pretvorili u modernu opremu za proizvodnju proizvoda. Otkriće elektromagnetske indukcije postalo je temelj nove elementarne baze, od izgradnje prvih punjivih baterija do modernih računala, telefona i električnog dijela raznih uređaja. Uvođenje prvih montažnih linija za automobile od strane Henryja Forda postavilo je trend za velika poduzeća za desetljeća koja dolaze. Toyotine metode i koncepti "Lean Manufacturing" omogućili su stvaranje fleksibilnih sustava po mjeri s minimalnom potrošnjom resursa i maksimalnom kvalitetom proizvoda. Zapravo, govorimo o industrijskim revolucijama u području proizvodnje i pružanja usluga.

Intenzivan razvoj informacijatehnologije u području komunikacija i komunikacija, projektiranje složenih sustava i razvoj novih tehnologija upravljanja informacijama stvorile su preduvjete za nastanak sljedećih inovacija - to su CALS tehnologije.

Relevantnost prijave

Danas praktički ne postoje vrste ljudske aktivnosti bez korištenja rezultata razvoja informacija. Medicina, laka i teška industrija, industrija igara, znanstvene i inovativne aktivnosti - razni softverski proizvodi olakšavaju procese, a često su i njihov kritični element.

Daljnje produbljivanje informatizacije područja djelovanja industrijskih poduzeća danas je važan uvjet za uspješan razvoj gospodarstva. Inteligentni inženjerski procesi, automatizirani procesi za upravljanje proizvodnim aktivnostima poduzeća, zajedno s njegovom tehničkom preopremom i stvaranjem inovativnih kompjuteriziranih tehnoloških procesa, u velikoj mjeri omogućuju formiranje optimalne resursno intenzivne proizvodnje uz potpuno otkrivanje industrijskog potencijala.

Progresivne metode i pristupi upravljanju proizvodnjom koji su se pojavili posljednjih desetljeća obično se nazivaju logističkim tehnologijama. To je zbog činjenice da logistika istražuje i formira različite tokove u proizvodnim i organizacijskim aktivnostima, koji uključuju materijalne, financijske i informacijske strukture. Stoga je ispravnije govoriti o CALS-tehnologijama u logistici.

Glavna razlika ovog pristupa je stvaranje sustava upravljanja koji ne automatizira određene vrste poslova, funkcija i zadataka, već vam omogućuje formaliziranje svih procesa poduzeća - dizajn, proizvodnja, opskrba, prodaja, nakon -prodajna usluga.

Povijest stvaranja

Općenito govoreći, CALS-tehnologija je proces stvaranja jedinstvenog informacijskog prostora u jednom sustavu podrške životnom ciklusu proizvoda. Razvojem proizvodnih sustava postalo je potrebno razviti mehanizme i postupke za brzu razmjenu podataka između različitih subjekata proizvodnih odnosa u različitim fazama korištenja proizvoda.

U početku je ovaj koncept implementiran u američkoj vojsci kako bi se smanjila količina papirologije, povećala učinkovitost povratnih informacija između kupaca i dobavljača oružja i streljiva, poboljšala upravljivost sustava i smanjili ukupni troškovi za informacijsko područje. Sama kratica CALS značila je "Podrška za računalnu opskrbu".

Imajući razumnu učinkovitost (prema eksperimentalnim podacima, produktivnost rada je značajno porasla, a gubici u radu smanjeni), s vremenom su CALS-tehnologije i CALS-sustavi značajno proširili svoje područje djelovanja. Razne grane strojarstva, građevinarstva i transporta, područje projektnog razvoja visokotehnoloških industrija. Štoviše, ako je u početku aplikacija bila ograničena na proizvodnju i rad, sada je koncept bio valjanu svim fazama životnog ciklusa proizvoda - od analize tržišta do procesa zbrinjavanja zbog fizičke ili zastarjelosti.

Danas je korištenje CALS tehnologija postala međunacionalna strategija za elektroničko upravljanje procesima bez papira na različitim razinama životnog ciklusa proizvoda. Postoji nekoliko desetaka organizacija koje koordiniraju aspekte razvoja ovih sustava na razini različitih država i saveza (na primjer, Sjevernoatlantski savez).

Kratak sažetak

Glavni principi CALS-tehnologija temelje se na kontroli i organizaciji faza postojanja proizvoda. To uključuje:

• osigurati upravljanje sustavom (korištenje posebnih informacijskih prostora);
• minimiziranje troškova u svim fazama;
• upotreba standardnih mehanizama za opisivanje upravljanih objekata (integracija tokova informacija);
• razlikovanje programskih elemenata na temelju upotrebe zajedničkih standarda (sučelja podataka i pristupa) i korištenja platformi na komercijalnoj osnovi;
• predstavljanje informacija na papirnoj osnovi s prioritetom korištenja elektroničkog potpisa;
• povezani inženjering svih procesa;
• kontinuirano prilagođavanje i poboljšanje kako bi se stvorio optimalan model upravljanja.

Stvaranje informacijskog plana uključuje rješavanje problema na dvije razine:

• automatizacija pojedinih elemenata proizvodnje i formiranje povezanih tokova upravljanja informacijamapodaci;
• sastav različitih informacijskih blokova (koji, osim dobivanja homogenog informacijskog okruženja, jamči i sastav cjelokupne strategije poduzeća).

Pravovremeni i kontinuirani razvoj CALS tehnologija nužan je uvjet za tehnički razvoj proizvodnog sustava.

Prednosti integriranog okruženja uključuju:

• zaštititi podatke tijekom vremena (osigurati integritet);
• pružanje pristupa informacijama za sve sudionike projekta, bez obzira na njihov položaj u prostoru;
• minimiziranje gubitka podataka;
• fleksibilnost sustava da odgovori na napravljene prilagodbe (promjene su dostupne gotovo odmah u cijelom sustavu);
• povećanje propusnosti obrade;
• Moćne i raznolike platforme za dizajn i podršku.

Prednosti CALS tehnologije u strojarstvu

Izgledi za korištenje CALS-a u industrijskim poduzećima leže u formiranju specijaliziranog organizacijskog i informacijskog okruženja koje omogućuje:

• značajno povećati razinu suradnje između različitih industrija zahvaljujući jedinstvenim standardima obrade informacija;
• smanjiti utjecaj teritorijalnog položaja poduzeća i time ograničiti utjecaj udaljenosti na učinkovitost interakcije;
• kreirajte elemente virtualne proizvodnje koji vam omogućuju kontrolu dizajna, proizvodnje i rada proizvoda na razini pojedinačnih praktičnih zadataka;
• zaštiti rezultate rada na temeljukontinuitet rezultata rada u svim fazama životnog ciklusa proizvoda;
• optimizirajte troškove smanjenjem papirologije;
• koristite "transparentnost" procesa upravljanja i kontrole, zahvaljujući razvoju integriranih modela;
• stvorite moćnu informacijsku podršku za sve faze proizvodnog ciklusa;
• stvorite zajednički sustav standardizacije informacija o proizvodu;
• osigurati potrebnu razinu kvalitete proizvoda.

Primjena osnova CALS-tehnologija iznimno je važna za održavanje razine razvoja poduzeća s modernim trendovima u međunarodnoj industrijskoj areni.

Opći pristupi stvaranju informacijske infrastrukture

Glavni mehanizam za dizajn i naknadnu prilagodbu proizvoda serijskoj proizvodnji je tehnička priprema proizvodnje. U pravilu se provodi u tri glavne faze - razvoj dizajna i grafičke dokumentacije, razvoj tehnologije i priprema proizvodnog sustava, kao i izbor optimalnih opcija dizajna i tehnologije sa stajališta ekonomske učinkovitosti. Ovaj postupak, od trenutka kada je korišten u obrambenim poduzećima SSSR-a sredinom 60-ih, postao je poznat sustavima civilnog sektora. Zahvaljujući njegovoj primjeni, vrijeme projektiranja i pripreme za rad novih konstrukcija značajno je smanjeno, a razina pouzdanosti proizvoda se više nego udvostručila. Istovremeno, značajnorezultati osiguranja kvalitete.

Moderna računalna tehnologija ima alate i pristupe koji vam omogućuju da konsolidirate sve proizvodne podatke i predstavite ih u obliku elektroničkog modela. To olakšava inženjersku analizu, izradu različitih projektnih (tehnoloških) specifikacija, izradu tehničkih priručnika i kataloga gotovih tehničkih rješenja. CALS, tehnologije informatizacije FDI opći su trend u razvoju sustava dizajna proizvodnje.

Istraži područja

Primjeri CALS-tehnologija su metode digitalnog dizajna proizvodnje koje podržavaju upravljanje životnim ciklusom proizvoda (Product LifecycleManagement) - takozvani PLM-sustavi.

Ovo uključuje sljedeće klase sustava:

• CAD - (Computer Aided Design) - rješavanje problema projektiranja proizvoda i elemenata; modeliranje objekata u ravnini (2D model) iu prostoru (3D model); sredstva za dobivanje crteža; arhive podataka o strukturnim elementima i izrada predložaka dokumenata.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - proučavanje svojstava objekata (tijekom proizvodnje i rada); izrada verifikacijskih sustava za analizu objekta prema razvijenom modelu; optimizacija parametara objekta prema određenim uvjetima i ograničenjima.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programiranje kontrolera CNC strojeva; proučavanje opcija putanje alata prema algoritmima obrađene površine; analiza geometrijskih sukoba; uklapanje u opremu.
• PDM -(Product Data Management) - pohrana podataka i kontrola dokumentacije; stvaranje arhive uzoraka; osiguravanje pristupa informacijama i njihove zaštite.

Upravljanje resursima poduzeća

Još jedna važna funkcija računalnih metoda je upravljanje u stvarnom vremenu raznim resursima i poslovnim tokovima - logistike, financija, skladištenja, osoblja, planiranja i marketinga. Sustavi koji implementiraju gore navedene zadatke nazivaju se ERP sustavi (Enterprise Resource Planning – upravljanje resursima poduzeća).

Takvi sustavi predstavljaju novu metodologiju za upravljanje CALS tehnologijama, koja implementira potrebnu funkcionalnost na temelju posebne informacijske infrastrukture.

Tipične funkcije ove klase softverskih proizvoda uključuju:

• izrada i kontrola raznih specifikacija (omogućuje određivanje konačnog proizvoda, uzimajući u obzir sve potrebne resurse za proizvodnju);
• upravljanje prodajom (prognoza prodaje proizvoda na temelju planova prodaje);
• analiza potrebe za materijalima (određivanje veličine partija i rokova isporuke, specifičnih skupina sirovina i komponenti);
• organizacija aktivnosti nabave (formiranje ugovora o nabavi, optimizacija skladišnih aktivnosti poduzeća);
• planiranje iskorištenosti proizvodnih kapaciteta (na razini cijelog poduzeća i pojedinih radionica ili radnih mjesta);
• kontrola financijskih sredstava (računovodstvoi financijska revizija).

Napominjemo da su predstavljene CALS-tehnologije konceptualna osnova informacijske podrške životnom ciklusu stvaranja i rada proizvoda. Što pokazuje svoju maksimalnu učinkovitost kada se oba sustava (PLM i ERP) spoje.

Korištenje sustava

CALS-tehnologije su, prije svega, način informacijske podrške poslovnim procesima, koji je svoju primjenu našao u različitim područjima proizvodne djelatnosti. Učinkovitost njegovog širenja i korištenja temelji se na sustavnom razvoju odgovarajućeg informacijskog okruženja. Za postizanje ovog cilja nužan uvjet je korištenje posebnih kompozicijskih pristupa formiranju novih sustava podrške.

Primjer takve tvrtke na ruskom tržištu je Istraživački centar za CALS-tehnologije "Primijenjena logistika". Glavni zadaci tvrtke leže u ravnini progresivnih platformi i standarda za njihovu upotrebu. Glavne aktivnosti su: provedba operativnog praćenja različitih projektnih podataka i minimiziranje gubitaka proizvoda.

Istraživački centar za CALS-tehnologije - programer nekoliko poznatih autorskih platformi. Napravimo ih ukratko.

PDM klasa aplikacije

Predstavlja izvor podataka koji se temelji na modelima koji su formalizirani posebnim međunarodnim ISO standardima.

Najčešće značajke uključuju:

• kontrola informacija o glavnim svojstvima konstrukcija;
• uređaj za istraživanje zanaknadne promjene sustava;
• analiza usklađenosti s logističkim načelima;
• prikupljanje podataka o parametrima komponente kvalitete proizvoda;
• kontrolirajte niz operacija;
• osiguravanje interakcije skupova elemenata (CAD-CAM, itd.).

Kao što možete vidjeti, korištenje CALS-tehnologija pruža potpunu kontrolu nad proizvodom na razini elementarne baze dizajna.

Dodatne značajke:

• rad i kontrola popisa klasifikatora (referentne banke podataka);
• upravljanje informacijama o proizvodnji;
• upravljajte parametrima proizvoda u stvarnom vremenu;
• razvoj dijagrama stabla varijabilne strukture proizvoda;
• rad s obrascima struktura prema prethodnim opcijama;
• analiza karakteristika elemenata prema različitim pokazateljima;
• izgled proizvoda s dokumentacijom: modeli, crteži, tekstualne informacije, tablice podataka;
• rad s arhivima;
• formiranje specifikacija i izjava;
• upravljanje podacima tehnoloških procesa, opreme, alata;
• pojedinosti proizvodne tehnologije (rute, operacije, prijelazi);
• analiza interakcije tehnoloških faza s elementnom bazom dizajna;
• određivanje stopa potrošnje različitih resursa u sustavu;
• vizualizacija elemenata tehnologije za dobivanje alata;
• promjena kontrole metodama obrade;
• operativno upravljanje;
• pružanje pristupa podacima;
• usklađivanje podataka putem e-poštepotpisi;
• kontrola kvalitete;
• osiguranje funkcioniranja pametne tražilice;
• varijabilnost vrsta prikaza, itd.

Kao što možete vidjeti, broj i sadržaj funkcija dovoljan je za dobivanje sveobuhvatnih informacija za potpunu analizu dotičnog procesa.

Technical Guide Builder

Rad s dokumentacijom o radu složenih sustava. Temelji se na međunarodnim zahtjevima koji reguliraju pitanja logističke podrške za proizvode. Ključna ideja standarda je rad sa skupom informacijskih jedinica. Glavni koncept je modularnost dokumentacije. Informacije se fragmentiraju pomoću posebnih kodova. Opseg - bilo koja vrsta transporta, vojna oprema, oprema.

Omogućena je fleksibilna prilagodba promjenjivim uvjetima. Kompleks je pogodan kako za matična poduzeća tako i za povezana poduzeća (proizvođači materijala, komponenti).

LSA Suite

Skup je postupaka koji na vrijeme provodi logističku podršku proizvodnih sustava. Omogućuje rješavanje niza zadataka, kao što je određivanje pouzdanosti kritičnosti kvarova, kreiranje funkcionalnog modela održavanja, određivanje potrebnog broja rezervnih dijelova.

ATLAS

Specijalizirana platforma dizajnirana posebno za obradu podataka o radu tehničkih zrakoplovnih sustava. Navedena sigurnost osigurava se stalnim praćenjem stanja. Provedena analiza i naknadne nadogradnje omogućuju značajnoušteda troškova.

Primjeri upotrebe

CALS-tehnologije u Rusiji koriste mnoga domaća poduzeća, kako civilni tako i vojni sektor. Za mnoge proizvode koristi se elektronička dokumentacija. Na primjer, u zrakoplovstvu za zrakoplove, helikoptere, zrakoplovne motore i komponente. Osim toga, u tijeku je razvoj navigacijskih sustava, telefonskih i radijskih komunikacija te upravljačkih sustava. Koriste se u dizajnu i razvoju automobilske opreme. Elementi sustava koriste se u Voronješkom mehaničkom pogonu, državnoj korporaciji "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Ruske željeznice" i dr. Kao što vidite, primjeri CALS tehnologije su prilično raznoliki.

Zaključak

Upravljanje CALS-tehnologijama je stvarna i moderna zadaća s kojom se suočavaju organizacije. U eri potpune informatizacije, prisutnost lokalnih i globalnih informacijskih prostora ključna je strategija razvoja. CALS standardi, temeljeni na raznim softverskim sustavima, temelj su za stvaranje modernih visokotehnoloških proizvoda proizvedenih automatiziranim proizvodnim sustavima.

Došlo je vrijeme za temeljno nove elemente organizacije proizvodnje, koji se temelje na end-to-end procesima upravljanja i uvođenju automatiziranih radnih mjesta u dizajnersko i tehnološko okruženje. I premda je prijelaz sa zastarjele tehnološke opreme na alatne strojeve s numeričkim upravljanjem iVišeosni obradni centri (a to su sve CALS tehnologije) zahtijevaju ogromne intelektualne, materijalne i financijske troškove, sva poduzeća koja žele zadovoljiti duh vremena moraju ići ovim putem.