Проблемы информационной интеграции при управлении жизненным циклом изделия, концепция CALS -технологий (ИПИ-технологий)

В современных условиях координация всех процессов жизненного цикла изделия, повышение эффективности и конкурентоспособности изделий, предприятий, бизнеса возможно только в условиях применения современных автоматизированных управленческих информационных систем (АУИС) [2]. В основу АУИС заложена концепция интегрированных автоматизированных систем, которые ориентированы на поддержку управления бизнесом (процессов менеджмента).

Современный этап развития интеграции производственных данных во всем мире проходит под эгидой CALS-технологий – новой концепции развития производственной и коммерческой интеграции. Речь идет об использовании на практике интегрированных информационных моделей (баз данных) продукции и процессов, реализации информационных технологий и стандартов. Это принципиально отличается от бумажного или простейших форм электронного документооборота, основанного на электронных образах бумажных документов.

Термин CALS появился в 1985 году в оборонном комплексе США как аббревиатура интегрированной системы информационной поддержки процессов заказа, поставки, обслуживания, эксплуатации и ремонта средств вооружений и военной техники. За последние годы понятие CALS существенно изменилось и перестало быть прерогативой военного комплекса. В других отраслях, которые связаны с наукоемкой технической продукцией, не менее актуальны задачи совместного использования электронной информации и обмена ею в части данных о составе и структуре изделий, геометрических моделей, чертежей, технических руководств, описаний процессов, данных, касающихся материально-технического обеспечения, технологии информационной поддержки процессов эксплуатации сложной техники.

В России в последнее время устоялась следующая русскоязычная интерпретация термина CALS - информационная поддержка жизненного цикла изделий (ИПИ). Однако чаще всего этот русскоязычный термин используется, когда речь идет о средствах реализации (методах, технологиях, стандартах и т. д.) концепции и стратегии CALS. Подчеркивая, в общем случае, идентичность этих терминов, авторы пишут «CALS», когда говорят о концептуальных и стратегических вопросах информационной поддержки ЖЦ изделий, а «ИПИ» используется, если речь идет о средствах реализации этой информационной поддержки (ИПИ-методы, ИПИ-технологии, ИПИ-стандарты и т. д.).

В рамках международного комитета по стандартизации (ISO) были разработаны несколько десятков стандартов, закрепляющих накопленный в мире опыт ведения производственной деятельности с использованием электронного обмена данными. В настоящее время работа многих крупных корпораций, разрабатывающих и производящих наукоемкую продукцию (авиакосмическая и автомобильная промышленности, судостроение) базируется на этих стандартах. Фактически понятие CALS получило новое звучание - сегодня это концепция организации и интегрированной информационной поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделия, основанная на безбумажном обмене данными и стандартизации представления данных на каждом этапе жизненного цикла.

Концепция и стандарты CALS определяют набор правил и регламентов, в соответствии с которыми строится взаимодействие субъектов в процессах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации, сервиса и т. д. Целью применения CALS как концепции организации и информационной поддержки бизнес-деятельности является повышение эффективности процессов разработки, производства, послепродажного сервиса, эксплуатации изделий за счет:

- ускорения процессов исследования и разработки продукции;

- сокращения издержек при производстве и эксплуатации продукции;

- придания изделию новых свойств и повышения уровня сервиса в процессах его эксплуатации и технического обслуживания.

Применение CALS активно развивается, прежде всего, в разработке и производстве сложной наукоемкой продукции, создаваемой интегрированными промышленными структурами, которые включают в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков готовой продукции, потребителей, предприятия технического обслуживания, ремонта и утилизации.

Практическое применение CALS-технологий является чрезвычайно актуальной задачей.  CALS-технологии позволяют эффективно, в едином ключе решать проблемы обеспечения качества продукции, поскольку электронное описание процессов разработки, производства, монтажа и т.д. полностью соответствует международным стандартам ISO серии 9000. В настоящее время целый ряд отечественных предприятий в рамках международного сотрудничества (в частности при продаже сложных наукоемких изделий, и лицензий на их производство) уже столкнулись с требованиями соблюдения стандартов CALS в электронной форме технической документации, а также в средствах компьютерной информационной поддержки процессов технического обслуживания, материально-технического обеспечения, заказа запасных частей и ремонта. Аналогичные проблемы возникают при электронном взаимодействии и совместном использовании конструкторской, производственной и коммерческой информации в электронной форме.

Новизна концепции CALS заключается в следующем:

1) широта охвата и системность подхода (речь идет не только о производстве или проектировании, но и о поддержке всех процессов в жизненном цикле - от замысла до утилизации продукта);

2) подход к решению проблем информационной интеграции автоматизированных систем;

3) стандартизации представления информации (или результатов) в процессах проектирования, материально-технического снабжения, производства, ремонта, послепродажного сервиса и т. д.

4) преемственность и сохранность уже полученных результатов (моделей, расчетов, документации, баз данных) в случае изменения состава участников- смены поставщиков или исполнителей.

Главными проблемами, мешающими эффективному управлению информацией об изделии, являются огромное количество информации («информационный хаос») и коммуникационные барьеры между участниками ЖЦ изделия. Пути их решения заложены в стратегии CALS. Стратегией CALS является создание единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников ЖЦ изделия, включая потребителя. Преодоление информационного хаоса и коммуникационных барьеров между участниками ЖЦ изделия приведет к улучшению взаимодействия между ними и повышению эффективности процессов ЖЦ.

В основе ЕИП лежит использование открытых архитектур, международных стандартов, совместных хранилищ данных и апробированных программно-технических средств. ЕИП обеспечивает совместную работу проектных организаций, производственных предприятий, поставщиков, организаций сервиса и конечного потребителя на всех стадиях ЖЦ.

Стратегия CALS предусматривает двухэтапный переход к ЕИП:

1. Автоматизация отдельных процессов (или этапов) ЖЦ изделия и представление данных на них в электронном виде в соответствии с требованиями ЕИП. Предполагается, что на этом этапе обмен данными между исходными системами осуществляется отдельными файлами (электронными документами) на магнитных носителях либо по сетям.

2. Интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках ЕИП. Здесь взаимодействие осуществляется с помощью программных средств в режиме реального времени, параллельная работа исполнителей организуется через единую компьютерную среду.

ИПИ-технологии представляют собой набор методов реализации стратегии CALS (то есть набор методов создания ЕИП) и достижения целей, заложенных в концепцию CALS. Всего можно выделить три группы ИПИ-технологий:

1. Технологии представления данных об изделии в электронном виде (первый этап создания ЕИП).

2. Технологии интеграции данных об изделии в рамках ЕИП (второй этап создания ЕИП).

3. Технологии реинжиниринга бизнес-процессов. Они применяются для изменения структуры процессов ЖЦ. Эти технологии достаточно хорошо известны и активно используются в реальных проектах.