CALS-tehnologije su Koncept i definicija, svrha primjene

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

U istoriji razvoja industrijskih proizvodnih sistema desili su se događaji koji su stvorili preduslove za revolucionarni skok u tehnologiji. A činjenicom svog postojanja doveli su do promjene izgleda ne samo preduzeća u kojima su se odvijali inovativni procesi, već i cijelog svijeta. Stvaranje prve parne mašine bilo je početni poticaj za nastanak tehnoloških strojeva i mehanizama, koji su se stotinu godina kasnije pretvorili u modernu opremu za proizvodnju proizvoda. Otkriće elektromagnetne indukcije postalo je osnova nove elementarne baze, od izgradnje prvih punjivih baterija do modernih kompjutera, telefona i električnog dijela raznih uređaja. Uvođenje prvih montažnih linija za automobile od strane Henryja Forda postavilo je trend za velika preduzeća u decenijama koje dolaze. Toyotine metode i koncepti "Lean Manufacturing" omogućili su stvaranje fleksibilnih sistema po mjeri sa minimalnom potrošnjom resursa i maksimalnim kvalitetom proizvoda. Zapravo, govorimo o industrijskim revolucijama u oblasti proizvodnje i pružanja usluga.

Intenzivan razvoj informacijatehnologije u oblastima komunikacija i komunikacija, projektovanjem složenih sistema i razvojem novih tehnologija upravljanja informacijama stvorile su preduslove za nastanak sledećih inovacija - to su CALS tehnologije.

Relevantnost prijave

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

Dalje produbljivanje informatizacije sfera delatnosti industrijskih preduzeća danas je važan uslov za uspešan razvoj privrede. Inteligentni inženjerski procesi, automatizovani procesi za upravljanje proizvodnim aktivnostima preduzeća, zajedno sa njegovom tehničkom preopremanjem i stvaranjem inovativnih kompjuterizovanih tehnoloških procesa, u velikoj meri omogućavaju formiranje optimalne resursno intenzivne proizvodnje uz potpuno otkrivanje industrijskog potencijala.

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

Glavna razlika ovog pristupa je kreiranje sistema upravljanja koji ne automatizuje određene vrste poslova, funkcija i zadataka, već vam omogućava da formalizujete sve procese preduzeća - dizajn, proizvodnju, snabdevanje, prodaju, posle -prodajni servis.

Historija stvaranja

Uopšteno govoreći, CALS-tehnologija je proces stvaranja jedinstvenog informacionog prostora u jednom sistemu podrške životnom ciklusu proizvoda. Razvojem proizvodnih sistema postalo je neophodno razviti mehanizme i procedure za brzu razmenu podataka između različitih subjekata proizvodnih odnosa u različitim fazama upotrebe proizvoda.

U početku je ovaj koncept implementiran u američkoj vojsci kako bi se smanjila količina papirologije, povećala efikasnost povratnih informacija između kupaca i dobavljača oružja i municije, poboljšala upravljivost sistema i smanjili ukupni troškovi za informatičku oblast. Sama skraćenica CALS znači "Podrška za nabavku računara".

Imajući razumnu efikasnost (prema eksperimentalnim podacima, produktivnost rada je značajno povećana, a operativni gubici smanjeni), vremenom su CALS-tehnologije i CALS-sistemi značajno proširili svoje polje djelovanja. Razne grane mašinstva, građevinarstva i transporta, oblast projektnog razvoja visokotehnoloških industrija. Štaviše, ako je u početku aplikacija bila ograničena na proizvodnju i rad, sada je koncept bio validanu svim fazama životnog ciklusa proizvoda - od analize tržišta do procesa odlaganja zbog fizičke ili zastarjelosti.

Danas je upotreba CALS tehnologija postala međunacionalna strategija za elektronsko upravljanje procesima bez papira na različitim nivoima životnog ciklusa proizvoda. Postoji nekoliko desetina organizacija koje koordiniraju aspekte razvoja ovih sistema na nivou različitih država i saveza (na primjer, Sjevernoatlantski savez).

Kratak sažetak

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

• obezbediti upravljanje sistemom (korišćenje posebnih informacionih prostora);
• minimizacija troškova u svim fazama;
• upotreba standardnih mehanizama za opisivanje upravljanih objekata (integracija tokova informacija);
• razlikovanje programskih elemenata na osnovu upotrebe zajedničkih standarda (podataka i pristupnih interfejsa) i upotrebe platformi na komercijalnoj osnovi;
• predstavljanje informacija na papirnoj osnovi sa prioritetom korištenja elektronskog potpisa;
• povezani inženjering svih procesa;
• kontinuirano prilagođavanje i poboljšanje u cilju stvaranja optimalnog modela upravljanja.

Kreiranje informacionog plana uključuje rješavanje problema na dva nivoa:

• automatizacija pojedinih elemenata proizvodnje i formiranje povezanih tokova upravljanja informacijamapodaci;
• kompozicija različitih informacionih blokova (koji, pored dobijanja homogenog informacionog okruženja, garantuju i sastav ukupne strategije preduzeća).

Pravovremeni i kontinuirani razvoj CALS tehnologija je neophodan uslov za tehnički razvoj proizvodnog sistema.

Prednosti integrisanog okruženja uključuju:

• zaštititi podatke tokom vremena (osigurati integritet);
• omogućavanje pristupa informacijama za sve učesnike projekta, bez obzira na njihovu poziciju u prostoru;
• minimiziranje gubitka podataka;
• fleksibilnost sistema da reaguje na izvršena podešavanja (promene su dostupne skoro trenutno u celom sistemu);
• povećavanje protoka obrade;
• Moćan i raznolik dizajn i platforme za podršku.

Prednosti CALS tehnologije u mašinstvu

Izgledi za upotrebu CALS-a u industrijskim preduzećima leže u formiranju specijalizovanog organizacionog i informacionog okruženja koje omogućava:

• značajno povećati nivo saradnje između različitih industrija zahvaljujući jedinstvenim standardima obrade informacija;
• smanjiti uticaj teritorijalne lokacije preduzeća i time ograničiti uticaj udaljenosti na efektivnost interakcije;
• kreirajte elemente virtuelne proizvodnje koji vam omogućavaju da kontrolišete dizajn, proizvodnju i rad proizvoda na nivou pojedinačnih praktičnih zadataka;
• zaštiti rezultate rada na osnovukontinuitet rezultata rada u svim fazama životnog ciklusa proizvoda;
• optimizirajte troškove smanjenjem papirologije;
• koristite "transparentnost" procesa upravljanja i kontrole, zahvaljujući razvoju integrisanih modela;
• kreirajte moćnu informacijsku podršku za sve faze proizvodnog ciklusa;
• kreirajte zajednički sistem standardizacije informacija o proizvodu;
• obezbedite potreban nivo kvaliteta proizvoda.

Primjena osnova CALS-tehnologija je izuzetno važna za održavanje nivoa razvoja preduzeća sa savremenim trendovima u međunarodnoj industrijskoj areni.

Opći pristupi kreiranju informacione infrastrukture

Glavni mehanizam za projektovanje i naknadno prilagođavanje proizvoda serijskoj proizvodnji je tehnička priprema proizvodnje. Po pravilu se realizuje u tri glavne faze - razvoj dizajna i grafičke dokumentacije, razvoj tehnologije i priprema proizvodnog sistema, kao i izbor optimalnih opcija dizajna i tehnologije sa stanovišta ekonomske efikasnosti. Ova procedura, od trenutka kada je korišćena u odbrambenim preduzećima SSSR-a sredinom 60-ih, postala je poznata sistemima civilnog sektora. Zahvaljujući njegovoj upotrebi, vrijeme za projektovanje i pripremu za rad novih konstrukcija je značajno smanjeno, a nivo pouzdanosti proizvoda je više nego udvostručen. Istovremeno, značajnorezultati osiguranja kvaliteta.

Savremena kompjuterska tehnologija ima alate i pristupe koji vam omogućavaju da konsolidujete sve proizvodne podatke i predstavite ih u obliku elektronskog modela. To olakšava inženjersku analizu, izradu različitih dizajnerskih (tehnoloških) specifikacija, izradu tehničkih priručnika i kataloga gotovih tehničkih rješenja. CALS, tehnologije FDI informatizacije su generalni trend u razvoju sistema dizajna proizvodnje.

Istraživanja

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

Ovo uključuje sljedeće klase sistema:

• CAD - (Computer Aided Design) - rješavanje problema dizajniranja proizvoda i elemenata; modeliranje objekata na ravni (2D model) iu prostoru (3D model); sredstva za dobijanje crteža; arhiva podataka o strukturnim elementima i izrada predložaka dokumenata.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - proučavanje svojstava objekata (tokom proizvodnje i rada); kreiranje sistema verifikacije za analizu objekta prema razvijenom modelu; optimizacija parametara objekta prema specificiranim uslovima i ograničenjima.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programiranje kontrolera CNC mašina; proučavanje opcija putanje alata prema algoritmima obrađene površine; analiza geometrijskih sukoba; uklapanje u opremu.
• PDM -(Product Data Management) - skladištenje podataka i kontrola dokumentacije; kreiranje arhive uzoraka; osiguravanje pristupa informacijama i njihove zaštite.

Upravljanje resursima preduzeća

Još jedna važna funkcija računarskih metoda je upravljanje u realnom vremenu raznim resursima i tokovima preduzeća - logistike, finansija, skladištenja, osoblja, planiranja i marketinga. Sistemi koji implementiraju gore navedene zadatke nazivaju se ERP sistemi (Enterprise Resource Planning – upravljanje resursima preduzeća).

Ovakvi sistemi predstavljaju novu metodologiju za upravljanje CALS tehnologijama, koja implementira potrebnu funkcionalnost na osnovu posebne informacione infrastrukture.

Tipične funkcije ove klase softverskih proizvoda uključuju:

• izrada i kontrola raznih specifikacija (omogućava vam da odredite konačni proizvod, uzmite u obzir sve potrebne resurse za proizvodnju);
• upravljanje prodajom (prognoza prodaje proizvoda na osnovu planova prodaje);
• analiza potrebe za materijalima (određivanje veličine partija i rokova isporuke, specifičnih grupa sirovina i komponenti);
• organizacija aktivnosti nabavke (formiranje ugovora o nabavci, optimizacija skladišnih aktivnosti preduzeća);
• planiranje iskorišćenosti proizvodnih kapaciteta (na nivou celog preduzeća i pojedinačnih radionica ili radnih mesta);
• kontrola finansijskih sredstava (računovodstvoi finansijske revizije).

Napominjemo da su predstavljene CALS-tehnologije konceptualna osnova informacione podrške za životni ciklus stvaranja i rada proizvoda. Što pokazuje svoju maksimalnu efikasnost kada se oba sistema (PLM i ERP) spoje.

Korišćenje sistema

CALS-tehnologije su, prije svega, način informacione podrške poslovnim procesima, koji je svoju primjenu našao u različitim oblastima proizvodne djelatnosti. Efikasnost njegovog širenja i korišćenja zasniva se na sistematskom razvoju odgovarajućeg informacionog okruženja. Za postizanje ovog cilja neophodan uslov je upotreba posebnih kompozicionih pristupa u formiranju novih sistema podrške.

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

Istraživački centar za CALS-tehnologije - programer nekoliko poznatih autorskih platformi. Hajde da ih ukratko pregledamo.

PDM klasa aplikacije

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

Najčešće karakteristike uključuju:

• kontrola informacija o glavnim svojstvima konstrukcija;
• uređaj za istraživanje zanaknadne promjene sistema;
• analiza usklađenosti sa principima logistike;
• prikupljanje podataka o parametrima komponente kvaliteta proizvoda;
• kontrolirajte niz operacija;
• obezbeđivanje interakcije skupova elemenata (CAD-CAM, itd.).

Kao što vidite, upotreba CALS-tehnologija pruža potpunu kontrolu nad proizvodom na nivou elementarne baze dizajna.

Dodatne karakteristike:

• rad i kontrola lista klasifikatora (referentne banke podataka);
• upravljanje informacijama o proizvodnji;
• upravljajte parametrima proizvoda u realnom vremenu;
• razvoj dijagrama stabla varijabilne strukture proizvoda;
• rad sa obrascima struktura prema prethodnim opcijama;
• analiza karakteristika elemenata po raznim pokazateljima;
• izgled proizvoda sa dokumentacijom: modeli, crteži, tekstualne informacije, tabele podataka;
• rad sa arhivama;
• formiranje specifikacija i izjava;
• upravljanje podacima tehnoloških procesa, opreme, alata;
• detalji proizvodne tehnologije (rute, operacije, prijelazi);
• analiza interakcije tehnoloških faza sa elementnom bazom dizajna;
• određivanje stopa potrošnje različitih resursa u sistemu;
• vizualizacija elemenata tehnologije za dobijanje alata;
• promjena kontrole metodama obrade;
• operativno upravljanje;
• omogućavanje pristupa podacima;
• usklađivanje podataka putem e-poštepotpisi;
• kontrola kvaliteta;
• obezbeđivanje funkcionisanja pametnog pretraživača;
• varijabilnost tipova prikaza, itd.

Kao što vidite, broj i sadržaj funkcija je dovoljan da dobijete sveobuhvatne informacije za potpunu analizu dotičnog procesa.

Technical Guide Builder

Rad sa dokumentacijom vezanom za rad složenih sistema. Zasnovan je na međunarodnim zahtjevima koji regulišu 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. Obim - bilo koja vrsta transporta, vojna oprema, oprema.

Omogućeno je fleksibilno prilagođavanje promjenjivim uvjetima. Kompleks je pogodan kako za matična preduzeća tako i za povezana preduzeća (proizvođači materijala, komponenti).

LSA Suite

je skup procedura koji na vrijeme implementira logističku podršku proizvodnih sistema. Omogućava rješavanje niza zadataka, kao što je određivanje pouzdanosti kritičnosti kvarova, kreiranje funkcionalnog modela održavanja, određivanje potrebnog broja rezervnih dijelova.

ATLAS

Specijalizovana platforma dizajnirana specijalno za obradu podataka o radu tehničkih vazduhoplovnih sistema. Navedena bezbednost je obezbeđena stalnim praćenjem stanja. Provedena analiza i naknadne nadogradnje omogućavaju značajnouštede troškova.

Primjeri upotrebe

CALS-tehnologije u Rusiji koriste mnoga domaća preduzeća, kako civilni tako i vojni sektor. Elektronska dokumentacija se koristi za mnoge proizvode. Na primjer, u avijaciji za avione, helikoptere, avionske motore i komponente. Pored toga, u toku je razvoj navigacionih sistema, telefonskih i radio komunikacija i sistema upravljanja. Koriste se u dizajnu i razvoju automobilske opreme. Elementi sistema se koriste u Voronješkoj mašinskoj fabrici, državnoj korporaciji "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Ruske železnice" i dr. Kao što vidite, primeri CALS tehnologije su prilično raznovrsni.

Zaključak

Upravljanje CALS-tehnologijama je aktuelan i moderan zadatak s kojim se suočavaju organizacije. U eri potpune informatizacije, prisustvo lokalnih i globalnih informacionih prostora ključna je strategija razvoja. CALS standardi, zasnovani na različitim softverskim sistemima, osnova su za kreiranje modernih visokotehnoloških proizvoda proizvedenih automatizovanim proizvodnim sistemima.

Došlo je vrijeme za fundamentalno nove elemente organizacije proizvodnje, koji se zasnivaju na end-to-end procesima upravljanja i uvođenju automatiziranih radnih mjesta u dizajnersko i tehnološko okruženje. Iako je prelazak sa zastarjele tehnološke opreme na alatne strojeve s numeričkom kontrolom iVišeosni obradni centri (a to su sve CALS tehnologije) zahtevaju ogromne intelektualne, materijalne i finansijske troškove, sva preduzeća koja žele da izađu u susret duhu vremena moraju ići ovim putem.