Международный Конгресс по вопросам CALS (ICC) выступил с инициативой в форме ЗАЯВЛЕНИЯ О ВЗГЛЯДЕ на архитектуру стандартов поддержки Жизненного Цикла. В нем рассматривается назначение, преимущества и основные принципы применения архитектуры стандартов поддержки Жизненного Цикла Изделий.
В международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции) введено понятие "Жизненный Цикл Изделия" (петля качества). Данное понятие включает в себя следующие этапы Жизненного Цикла Изделия: маркетинг, поиск и изучение рынка; проектирование и/или разработка технических требований к создаваемой продукции; материально-техническое снабжение; подготовка и разработка технологических процессов; производство; контроль, проведение испытаний и обследований; упаковка и хранение; реализация и/или распределение продукции; монтаж, эксплуатация; техническая помощь в обслуживании; утилизация после завершения использования продукции.
В качестве назначения определяется достижение междисциплинарного и межотраслевого соглашения по набору интероперабельных стандартов поддержки Жизненного Цикла Изделий. Отмечается, что данная архитектура будет построена на базе существующих стандартов с целью создания необходимой основы (среды) для интеллектуального обмена контекстно-зависимыми (чувствительными) данными и его реализации в сроки, необходимые для удовлетворения потребностей предприятий промышленности, расположенных в разных странах.
В качестве преимуществ создания архитектуры моделей (функциональных, информационных) и стандартов поддержки Жизненного Цикла Изделий отмечается возможность устранения дублирования работы, которое ведет к появлению противоречивых стандартов, а также возможность реализации взаимного обмена данными по поддержке Жизненного Цикла Изделий на содержательном уровне. При этом отмечается, что необходимо сформировать основу для будущего международного сотрудничества в области поддержки Жизненного Цикла Изделий (Продуктов).
По вопросу применения архитектуры стандартов поддержки Жизненного Цикла Изделий (Продуктов) в данном ЗАЯВЛЕНИИ отмечается, что сегодня существует много моделей (функциональных, информационных), а также стандартов, которые разрабатываются и применяются различными компаниями с использованием разнообразных языков моделирования. Для совместного применения этих моделей и стандартов необходимо создать объединяющую их архитектуру, которая позволила бы осуществлять гармоничный и интеллектуальный обмен контекстно-зависимыми (чувствительными) данными Жизненного Цикла Изделий (Продукции).
По мнению Абрахамсона (James A.Abraham-son), несмотря на расширение использования CALS за последние несколько лет, ее рыночный потенциал, как средство повышения конкурентоспособности компаний во всем мире, остается не реализованным. "Частично это происходит от того, что множество людей, работающих на государственных или коммерческих предприятиях, не связанных с военно-промышленным комплексом, полагают, что CALS применяется только при создании и эксплуатации вооружений", продолжает он. "Для широкого признания CALS необходимо изменить этот "военный" облик и представить ее в виде проверенной бизнес-модели".
Для развития методологии CALS в США была создана "Управляющая промышленная группа по вопросам CALS (CALS Industry Steering Group - ISG) и ее исполнительный консультативный комитет. Характеризуя ее цели и задачи, Абрахамсон отмечал: "Мы организовали общественную образовательную программу, которая окажет серьезную помощь в распространении CALS-концепции об экономическом росте, основанном на интеграции предприятий. Мы хотим ознакомить представителей средств массовой информации и членов правительства, занимающих ключевые посты, с новыми представлениями о CALS, ломающими стереотип представления о ней, как о "системе разработки и поддержки вооружений" и характеризующими ее как универсальное средство повышения конкурентоспособности в различных отраслях промышленности".
В своем рассказе о деятельности ISG Абрахамсон рассказал, что указанная программа является частью стратегического бизнес-плана, разработанного ISG. "Задачами, определенными в плане, являются формирование динамичной инфраструктуры и разработка методов, ускоряющих достижения целей CALS. План направлен на удовлетворение потребностей потенциальных пользователей CALS-технологий в областях, не связанных с военно-промышленным комплексом, и делает упор на реализацию концепций конверсионных технологий".
Несмотря на эволюцию определений CALS, Министерство обороны США сформулировало общее определение CALS таким образом:
CALS - это стратегия промышленности и правительства, направленная на эффективное создание, обмен, управление и использование электронных данных, поддерживающих Жизненный Цикл Изделия с помощью международных стандартов, реорганизации предпринимательской деятельности и передовых технологий.
Предпосылки создания CALS
Все более жесткая конкуренция на международном рынке ставила и ставит перед промышленниками и предпринимателями различных стран новые проблемы. К их числу относятся:
Особую роль в их разрешении сыграли и продолжают играть информационные технологии, развитие которых можно проследить, например, в следующих областях:
Известно, что в коммерческой области уже в 1960-х годах автоматизация только простейших видов коммерческой деятельности позволила предпринимателям получить значительные выгоды от непосредственной экономии средств. В 1970-е годы использование различных информационных систем в управлении позволило предпринимателям оказывать влияние на процессы управления в администрации среднего уровня. Вовлечение руководителей верхнего звена, а также рассмотрение предпринимательской деятельности как единого целого, произошло в 1980-е годы после создания и внедрения информационных систем для выработки стратегических решений. Совмесное использование информации в коммерческой области стало актуальным только в 1990-е годы.
Таким образом, эволюция информационных технологий в коммерческой области позволила предпринимателям с нарастающим итогом по годам и по результатам решать вопросы, связанные с проблемой критичности времени для организации продажи изделий и проблемой снижения затрат на производство, маркетинг и другие сферы их деятельности.
Развитие информационных технологий в процессах проектирования и производства изделий уже в 1960-е годы позволило решать различные вычислительные задачи. Компьютеризация только вычислительных задач позволила в процессах проектирования учитывать больше факторов, а также смелее осуществлять техническое усложнение изделий. Разработка и внедрение в 1970-е годы CAD/CAM/ CAE-систем позволили увеличить количество вариантов проектирования с одновременным повышением качества результатов математического моделирования. Все вышесказанное позволило частично решить задачи, непосредственно связанные с проблемами повыения качества процессов проектирования.
Осуществление более тесной взаимосвязи управления производственными процессами и организации поставок "точно вовремя" удалось реализовать в 1980-е годы с помощью разработки и внедрения информационных систем по планированию производственных ресурсов (систем типа MRPI и MRPII). Аналогично коммерческой области в развитии информационных технологий в процессах проектирования и производства в 1990-е годы появилась потребность в совместном использовании информации. Особенно ярко данная потребность проявилась при реализации принципа "Параллельное проектирование" и при создании ВИРТУАЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
Обобщая развитие информационных технологий в коммерческой области и в процессах проектирования и производства изделий, можно представить общую картину:
1960-е годы - автоматизация выполнения простейших функций;
1970-е годы - интеллектуальная направленность информационных технологий;
1980-е годы - расширение областей применения информационных технологий;
- информационные технологии в бизнесе оказали влияние на деятельность руководителей верхнего звена:
- информационные технологии в промышленности оказали влияние на производственный процесс и логистическую поддержку;
1990-е годы - стремление к объединению информационных технологий:
- совместное использование информации;
- создание виртуальных предприятий;
Информация стала ОСНОВНЫМ ТОВАРОМ.
Развитие информационных технологий в процессах эксплуатации изделий можно проследить на примерах их реализации, осуществляемых основоположником CALS - Министерством обороны США. В мае 1989 года Министерством обороны было осуществлено исследование в области CIRPLS.
CIRPLS - это интегрированные автоматизированные системы разработки требований к изделиям и логистической поддержки. После проведения консультаций в январе 1991 года с представителями промышленности, в середине 1993 года был создан комитет, руководящий реализацией CIRPLS. Создание инфраструктуры CIRPLS датируется 1993 годом. Определен поэтапный план реализации в течение 10 лет.
В рамках создания вышеуказанной системы, по нашему мнению, создавалась интегрированная логистическая поддержка (ILS). Ее можно рассматривать как классический случай реорганизации деятельности предприятия. Интегрированная логистическая поддержка предшествовала CALS. В ее рамках решение вопросов поддержки Жизненного Цикла Изделий переносится на стадии проектирования-эксплуатации. Другими словами, эксплуатационная поддержка становится одним из главных факторов, влияющих на процесс проектирования.
Помимо этого, но взаимосвязанно с интегрированной логистической поддержкой, в Министерстве обороны США используются различные базы данных об изделиях, и, как следствие, здесь принята концепция Интегрированной Базы Данных по системам вооружений (IWSDB). Между прочим, существует и гражданский вариант этой концепции расширенной базы данных об изделиях (EPDB). Впоследствии Министерство обороны США пересмотрело первоначальную концепцию, которая теперь стала Интегрированной системой Подрядчика для предоставления технической информации SERVICE (CITIS).
Внимательный читатель заметил, что, несмотря на различные области использования информационных технологий (коммерческая область; процессы проектирования и производства изделий; процессы интегрированной логистической поддержки изделий) и несмотря на положительные результаты внедрения информационных технологий, в 1990-е годы практически во всех областях появилось стремление к объединению информационных технологий за счет совместного использования информации и создания виртуальных предприятий.
Овладение механизмами реализации этих принципов позволят тем предпринимателям и промышленникам, которые окажутся впереди в этом вопросе, выстоять в жесткой конкуренции на международном рынке за счет ускорения решения проблем, поставленных перед ними.
CALS - коммерчески выгодная стратегия
После анализа предпосылок создания CALS мы приходим к выводу, что это прежде всего информационная стратегия, ведущая к:
Но самое главное, CALS - ЭТО КУЛЬТУРНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ (перемены в идеологии).
Областями применения CALS принято считать: совершенствование деятельности в области разнородных процессов, происходящих на всех этапах Жизненного Цикла Продукции; управление цепными поставками в течении всего Жизненного Цикла Продукции (от создания концепции изделия до его утилизации); электронная интеграция организаций (предприятий), участвующих в этих процессах на различных этапах Жизненного Цикла Продукции; управление поддеркой Жизненного Цикла Продукции.
Первоначально поэтапный подход к реализации CALS привел к выделению двух этапов:
Первый этап - предполагалось, что к 1989 году вся техническая документация должна будет представляться в электронном виде.
Второй этап - предполагалось, что к 1991 году вся конструкторско-технологическая документация должа быть представлена в электронном виде.
На первом этапе были определены "независимые стандарты", а также был определен механизм обмена информацией с помощью "магнитного носителя". На втором этапе было достигнуто соглашение, в рамках всемирного консорциума 25 ведущих технических организаций, об использовании нового стандарта описания данных, а также осуществлен доступ Министерства обороны США к базам данных его поставщиков.
Следует заметить, что только лишь в 1995 году был заключен меморандум по общему пониманию и кооперации в использовании этого Нового стандарта STEP (ISO 10303). В данном меморандуме отмечено, что новый стандарт является ключевой технологией описания данных об изделии для мирового рынка. Этот стандарт, называемый обычно STEP, обеспечивает описание физических и функциональных параметров изделия на протяжении всего его Жизненного Цикла.
Меморандум, подписанный 11-ю руководителями главных аэрокосмических компаний США, содержит обязательство участников использовать STEP в реализации CALS. Этот меморандум подталкивал своих поставщиков, других участников аэрокосмической отрасли и продавцов ее технических систем к участию в разработке и внедрении STEP-технологии. В меморандуме указывается, что в настоящее время различные компании нуждаются в эффективном обмене информацией с их партнерами, заказчиками и поставщиками во всем мире. Для того, чтобы сохранить конкурентоспособность на мировом рынке, эти компании должны быть уверены, что обмен является совместимым, точным и своевременным. Используя эти международные стандарты, компании устраняют существовавшие при обмене информацией барьеры, что позволяет обеспечить максимальную гибкость при конструировании, производстве и логистической поддержке продукции. Использование международных стандартов STEP даст возможность этим аэрокосмическим компаниям ( и компаниям других отраслей) достигнуть новых, более высоких показателей качества и производительности, снижения стоимости продукции и сокращения времени выхода ее на рынок.
Характерно, что рассматриваемый меморандум, заключенный главными аэрокосмическими компаниями в 1995 году, аналогичен с международным меморандумом автомобилестроительных компаний.
К ключевым областям CALS относят:
Существенным моментом является то, что ни одну из областей CALS нельзя рассматривать в отрыве от других. Именно это обстоятельство не позволяет относить к CALS следующее:
Реализация CALS предпринимателями и промышленниками позволит: увеличить производительность труда своих сотрудников; сократить временные и общие материальные затраты и обеспечить общее повышение качества. Это достигается путем: упрощения доступа к информации; реорганизации деятельности (без изменения поставленных задач); компьютеризации рабочего окружения; изменения взаимосвязей между предприятиями-партнерами. Например, CALS-ориентированная реорганизация деятельности позволит увеличить производительность труда сотрудников, участвующих в ней; сократить временные затраты; сократить общие материальные затраты за счет повышения показателей качества выполнения следующих операций:
Поэтому любое предприятие - мелкое, среднее или крупное - планирующее освоить производство нового изделия, а также осуществить его эффективную технико-экономическую поддержку, сможет извлечь выгоду, используя такие преимущества CALS-технологий, как одноразовое создание и многоразовое использование общих данных и планирование Жизненного Цикла. Эти предприятия будут способны: быстрее реагировать на изменение рыночной ситуации (оптимальная реакция на запросы потребителей, сокращение времени на пополнение материальных запасов и снижение их объема); уменьшить свои затраты (устранение трудоемких операций по дублированию данных, значительное сокращение объемов используемой бумаги); повысить качество, особенно надежность своей продукции (уменьшение брака на этапах разработки и производства изделий, улучшение согласованности данных).
Примеры реализации CALS за рубежом
CALS-ориентированный подход внедряется заказчиками и поставщиками во многих отраслях промышленности: от автомобилестроения до предприятий ВПК, от здравоохранения до производственной сферы. Каждое из предприятий адаптирует принципы CALS-технологий для выполнения как общих, так и частных задач.
Между тем различные отрасли находятся на различных стадиях внедрения CALS: от полной деинтеграции информации до разработки и широкой реализации CALS-технологий. Так, с конца 80-х годов, когда военные расходы стали уменьшаться, Newport News Shipbuilding (филиал Tenneco Corp.) работал над расширением своего сектора на мировом рынке, одновременно оставаясь полноценным подрядчиком в области военных заказов. Направляя свои усилия на модернизацию, Newport News инвестировал почти 15 млн. долларов в создание телекоммуникационной инфраструктуры. В результате появилась обширная сеть по поддержке более 10000 активных пользователей и более 6000 рабочих станций, объединенных в сети.
Френсис Б. Брейк (Frank Brake), начальник отдела "Logistics engineering" отмечал, что в этих условиях фактором, подталкивающим к ускорению внедрения CALS, является значительная трудоемкость проектирования и строительства судов. Причем, по мере усложнения этих судов становилось все более очевидным, что затраты на процессы проектирования, строительства, эксплуатации и управления растут так быстро, что если не принять энергичных мер, то весь бюджет будет израсходован еще до периода их эксплуатации. Реализация CALS предоставила Newport News Shipbuilding возможность управлять структурой расходов, вписываясь в рамки ассигнований на протяжении всего Жизненного Цикла судов.
Философия проектирования, как философия части "Жизненного Цикла Продукции", родилась в 1987 году, когда Newport News получил от ВМФ заказ на разработку проекта подводной лодки "морской волк". Это было первое изделие, где появилась широкомасштабная возможность заставить работать идеи CALS и использовать усовершенствованный опыт и новую технологию для производства миллионов отдельных узлов лодки с соблюдением одинаково высоких требований как по качеству, так и по совместимости друг с другом.
"Морской волк" явился первой полностью электронной разработкой. Проект содержит 2D, 3D-проволочные модели, твердотельные модели, данные технических расчетов. Компьютеризированный процесс проектирования задействовал геометрические модели, сгенерированные не только Newport News, но и General Dynamic/ Electric Boat Div., эксклюзивным подрядчиком в области данных разработок. Существенным фактором, как отмечал Френсис Б. Брейк, явилось также управление процессом проектирования, которое имело прямым результатом устранение многих конструкционных ошибок.
С использованием CALS-подхода Newport News значительно сократил срок проектирования. Параллельное проектирование концентрировалось вокруг идеи использования предельно большой 3D-твердотельной модели, заключающей в себе более 1,5 млн. узлов, которая (модель) была разработана как составляющая одну целую "сущность", позволяя всем участвующим группам взаимодействовать с геометрической моделью одновременно.
Технический анализ, планирование производства, монтаж узлов и другие процессы теперь удалось проводить параллельно. Newport News также использовал CALS-подход при создании авианосцев. "Эти авианосцы укомплектованы каждый более чем 6 тыс. военнослужащих ВМФ США",-объясняет Френсис Б.Брейк. "До недавних пор период создания этих судов составлял 7 лет. Но с применением CALS, мы сократили срок до 5,5 лет. В случае с "Т.Рузвельтом" мы закончили еще на 18 месяцев раньше, сэкономив 80 млн. долларов". Это один из примеров реализации CALS, подтверждающий реальное улучшение процессов проектирования и строительства крупных объектов.
Самолетостроительные компании и авиалинии США тоже нашли пути внедрения CALS-систем для интенсификации информационных потоков и снижения своих затрат. Например, в Boing CALS-системы использовались для сокращения времени проектирования и уменьшения количества технической документации при реализации проекта 777. United Airlines, со своей стороны, развивает CALS-систему для децентрализации эксплуатационной службы и связывания воедино таких функций предприятия, как финансовая отчетность, инженерные расчеты, управление инвентаризацией и собственно производство. Наконец, Hughes Aircraft внедрила систему управления (систематизации) данными о своих изделиях, которая позволяет ее правительственным заказчикам и поставщикам комплектующих получать доступ ко всем данным о каждом изделии.
Используя перекрестные функциональные связи при 3-х мерном геометрическом моделировании, группы проектировщиков Boeing отказались от полномасштабного моделирования главных сборочных единиц. Применение электронного описания изделий и электронной передачи данных непосредственно на производстве и поставщиками комплектующих помогло снизить число конструкционных изменений и ошибок, также позволило прорабатывать проект сверху-вниз. Введение принципа "обязательности" компьютеризации произошло только после того, как технологические процессы были целиком выверены, улучшены, перепроектированы, где необходимо, затем связаны воедино перекрестными функциональными связями.
Одним из проявлений такой общей интеграции явилась помощь, оказанная Boeing фирмой Computer Resources International Inc. (CRI), в сокращении количества технической документации. CRI применила программное обеспеченение для преобразования формата данных по методологии, названной Р+ (поставляемой DMR Group) и три стандарта CALS для работы с текстом (SGML); как с векторными (CGM), так и с растровыми (CCITT) графическими данными.
В Boeing ожидают, что будет достигнуто сокращение затрат времени на разработку технической документации. При этом возможны дальнейшие CALS-изыскания. Ник Коппинг, президент CRI, считает: "Возможности сокращения времени проектирования, улучшения качества и отслеживания затрат реализуются дальнейшим применением удачной модели Boeing как к поставщикам, так и на авиалиниях, где адаптируются и развертываются CALS-стандарты".
United Airlines является одним из покупателей Boeing, применяющим интеллектуальную CALS-систему информации об эксплуатационной поддержке, которая обеспечивает расширенные возможности планирования и управления службой технической поддержки, снижение затрат на учет имеющихся в наличии запасных частей и уменьшение количества самолетов, недоступных для обслуживания в один и тот же момент времени.
Джон Керфи, бизнес-разработчик проекта EMSYS, на котором базируется вышеуказанная система, отмечает: "Мы на практике установили значительное увеличение наших эксплуатационных и технических мощностей. Вдобавок, мы децентрализовали нашу службу поддержки. Прежде у нас имелась одна ремонтная база в Сан-Франциско, поддерживающая сервисные станции зависимых авиалиний в целом по США. Теперь у нас есть другая мощная база в Окланде, и еще одна строится в Индианаполисе".
Hughes-система управления данными об изделии основывается на правительственном стандарте интегрированной службы технической информации подрядчика (CITIS), что для всех авторизованных пользователей системы означает возможность доступа к графическим и текстовым данным, а также к данным о моделях с помощью своих компьютеров. Программное обеспечение, которое осуществляет такой доступ, хранит данные в нейтральном CALS-формате.
Как теперь уже известно читателям, CALS родилась в США. 1100 представителей промышленности США в 1987 году выступили с инициативой создания Промышленной Ассоциации по вопросам Национальной Безопасности - Американского Промышленного Управляющего Комитета в области CALS (US ISG). Данный Комитет координирует работы различных организаций США в области CALS.
Аналогичные Комитеты в области CALS и соответственно проекты в области CALS были созданы и развернуты в других странах. Так, например, в Великобритании CALS стала известна с 1988 года. В 1991 году был сформирован Промышленный Совет Великобритании в области CALS (UKCIC). С 1993 года Департамент торговли и промышленности Великобритании начал содействовать развитию CALS. В том же году было выпущено руководство по внедрению CALS. Свою задачу UKCIC видит в продвижении и поддержке наилучших методов реорганизации предпринимательской деятельности так, чтобы компании Великобритании могли воспользоваться преимуществами электронного обмена информацией. Самыми первыми предприятиями, начавшими применение CALS, являются: аэрокосмический комплекс, военно-промышленный комплекс, крупные компании, в том числе нефтяные и нефтеперерабатывающие. Самыми первыми проектами в области CALS в Великобритании были проекты, связанные с организацией цепных поставок между "первопроходцами" в области CALS.
В Европе CALS начинает приобретать достаточно широкое распространение. Так создана Европейская Промышленная Группа в области CALS, созданы и создаются национальные программы по CALS, а также отдельные проекты по CALS, такие как: EPDEN, PROSTEP, PISTEP и другие.
НАТО также уделяет значительное внимание вопросам CALS. Ведомство по вопросам CALS в структуре НАТО создано в 1994 году. В рамках данного ведомства осуществляются исследования, охватывающие: технические стандарты, функциональные МЕТАмодели; сетевую инфраструктуру, анализ рентабельности, CITIS, принципы электронной коммерции, правовые вопросы и контрактное право.
Внедрение CALS набирает темпы и в Тихоокеанском регионе. Так, например, Промышленный Форум по CALS в Японии был создан в мае 1995 года. В рамках данного Промышленного Форума осуществляются различные проекты в области CALS, например, два из них оцениваются особенно высокой вероятностью их реализации:
В международном проекте MATIC участвуют Сингапур, Малазия, Индонезия, Таиланд, Китай и Япония.
В России, хотя и с значительным отставанием во времени от передовых индустриальных стран, к CALS начинают обращать свое внимание специалисты различных отраслей промышленности. Так, создан Межведомственный Промышленный Совет по вопросам CALS при Миноборонпроме РФ. Его основными целями являются:
Надеюсь, что в скором будущем, на страницах этого журнала мы с вами увидим положительный опыт внедрения CALS и в нашей стране.