Компьютерные системы для реализации CALS-технологий

Таким образом, для реализации CALS-технологий на предприятиях широко используются средства автоматизации проектирования (CAD), которые вначале представляли собой простую электронную чертежную доску, а затем по мере развития технологии значительно усовершенствовались. В связи с этим конструкторы получили в свое распоряжение инструментарий для двумерного, а потом трехмерного параметрического моделирования. Они представляют конструкторские данные об изделии: сведения о составе изделия, о геометрических моделях изделия, его компонентах и технических характеристиках, об их отношениях в структуре изделия, о результатах расчетов и моделирования, о допусках на изготовление и т.д.

Автоматизированные системы для инженерных расчетов (CAE), автоматического управления производством (CAM) выдают в электронном виде сведения о способах изготовления и контроля изделия и его компонентов в процессе производства, описания маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ, а также данные для проектирования приспособлений и операционного режущего и мерительного инструмента и т.д.

Начиная с 90-х годов активно начинают внедряться системы управления ресурсами предприятия (MRP/MRPII/ERP), которые поставляют производственные и эксплуатационные данные об изделии в электронном виде: сведения об изделии и его компонентах, содержащие информацию о производственном цикле и степени его соответствия техническим требованиям, техническим условиям, требованиям стандартов, а также сведения, необходимые для организации обслуживания и ремонта изделия.

Эти системы существенно повысили эффективность работы, значительно ускорив проектирование и изготовление продукции, но при этом на предприятии образовались изолированные участки автоматизации, слабо связанные друг с другом. Каждая из этих систем содержит огромные объемы данных, но из-за отсутствия интеграции их сложно использовать даже внутри одной организации, не говоря уже о том, чтобы поделиться ими с поставщиками и заказчиками.

Поэтому потребовалось решение, которое бы объединило отдельные участки автоматизации в едином информационном пространстве и реализовало сквозной конструкторский, технологический и коммерческий цикл, от подготовки проекта до утилизации.

Это решение и было реализовано с помощью методов CALS, которые возникли в военном ведомстве США в 80-х годах и предназначались для повышения эффективности управления и планирования в процессе заказа, разработки, организации производства, поставок и эксплуатации военной техники. Вначале название этих методов CALS расшифровывались как Computer-Aided Logistics Support (компьютерное обеспечение материально-технического обеспечения), а затем по мере расширения функциональности – Continuos And Life Cycle Support (непрерывное развитие и поддержка жизненного цикла).

Процесс внедрения методов CALS является трудоемкой и дорогостоящей операцией, поэтому производители и потребители ИС нашли выход как бы в частичной реализации методов CALS на этапах производства и поставок (рис. 1.2). Для этого в состав ERP-систем в виде блоков или автономно вводятся системы управления взаимоотношениями с клиентами (CRM – Customer Relationship Management), системы управления цепочками поставок (SCM – Supply Chain Management) и системы электронной коммерции типов В2В и В2С. Используя их в едином комплексе, получают систему нового типа – CSRP (Customer Synchronized Resourse Planning), в которой реализована новая парадигма планирования – планирование ресурсов, синхронизированное с получателем (заказчиком).

Самые первые системы управления класса MRP содержали набор бизнес-процессов, который интегрирует основные процессы производства (выпуск продукции, планирование и управление запасами), и позволяли эффективно управлять процессом производства и материалами.

Появившиеся затем ERP-системы представляли собой комплексные системы планирования и управления ресурсами организации.

Одним из ключевых преимуществ ERP-системы является комплектность решения – автоматизированы и тесно взаимодействуют основные процессы организации: маркетинг и сбыт, планирование и управление производством, планирование материальных запасов, планирование закупок, управление финансами, учет и т.д.

ERP-системы позволили производителям достигнуть производственную эффективность, но не дали чистого и продолжительного конкретного преимущества. Производительность все еще требуется, но ее явно не достаточно. ERP всегда сфокусировано исключительно на внутренних процессах: оптимизирует прием заказов, планирование производства, закупку, производство, доставку и управление, то есть все внутренние операции. Но если конкурентное преимущество в следующем десятилетии будет определяться созданием и доставкой покупательской ценности, текущая модель ERP недостаточна. Наиболее мощные инструменты управления производством в этом десятилетии будут те, которые построят на твердом фундаменте модели ERP, а также сфокусируются на интеграции с покупателями.

Система планирования производства этого десятилетия должна иметь два фокуса – на производственной эффективности и на создании покупательской ценности. И это как раз реализуется в CSRP-системах, которые, используя проверенную, интегрированную функциональность ERP-систем, перенаправляют производственное планирование от производства далее, к покупателю. CSRP-системы предоставляют действенные методы и приложения для создания продуктов с повышенной ценностью для покупателя.

Системы подобного класса уже появляются в России. Так, корпорация «Парус» предлагает следующую схему решения для машиностроительного предприятия (рис. 1.2), которая включает в себя пять контуров.

В соответствии с этой структурой основной бизнес-процесс предприятия выглядит следующим образом.

Службы маркетинга ищут покупателей, заключают с ними договора, принимают заказы, после чего к этому процессу подключаются подразделения, занимающиеся разработкой продукции и подготовкой производства. Если речь идет о новой продукции, то она проектируется с нуля, в других случаях требуется улучшение конструкции или создание той или иной модификации. Затем готовится необходимая технология (определяются маршрутный и операционный технологические процессы, нормы выработки, расхода материалов и пр.). Отдел закупок (или отдел комплектации) обеспечивает заказ и доставку нужных материалов и комплектующих; инструментальный цех готовит оснастку, металлургическое производство – необходимые заготовки, затем подключается основное производство, осуществляющее процесс изготовления и сборки готового изделия. После отгрузки продукции возникают процедуры, связанные с учетом труда и расчетом заработной платы сотрудников предприятия, а также (в ряде случаев) обязательства по сопровождению (гарантийному и сервисному).

Большинство этих процедур сопровождается соответствующими финансовыми потоками, которые затем отражаются в бухгалтерском и налоговом учете и, наконец, обрабатываются в планово-экономическом отделе, определяющем основные показатели работы предприятия (рентабельность, прибыль и пр.) и составляющем планы на будущее. Решение призвано обеспечить и поддерживать весь жизненный цикл изделия, а это прежде всего управление его документацией. О любом объекте системы, используя контекстные меню, можно получить любые сведения – технологические, конструкторские, данные о планировании, себестоимости изделия, его количестве на складе и пр. Важно также, что система может поддерживать несколько вариантов документации для одного и того же изделия, используемых при разработке конструкции, подготовке производства в самом производстве и т.д.

В системе реализовано ведение единой базы данных, что позволяет в любой момент определить комплектацию конкретного изделия, выпущенного даже несколько лет назад, увидеть всю его техническую документацию – это важно для технического обслуживания, обеспечения запчастями и пр.

Таким образом, практическая реализация СSRP-системы предполагает использование в едином комплексе систем управления взаимоотношениями с клиентами (CRM), управления производством (MRP/ERP), поддержки принятия решений (OLAP) и электронной коммерции (В2В). Если эту цепочку дополнить системами CAD/ CAM/CAE, интерактивным электронным техническим руководством (ИЭТР) и добавить сверх этого систему управления данными об изделии (PDM), то получим реализацию всех трех технологий концепции CALS, обеспечивающих единое электронное пространство (ЕЭП) жизненного цикла (ЖЦ) изделия и доступ к нему всех участников ЖЦ изделия. Все эти совершенно различные по функциональному наполнению системы, в том числе и SCADА, объединяют два очень важных свойства: они имеют совершенно одинаковые технологию проектирования, разработки и сопровождения (за исключением CAD/CAM/CAE-систем) и архитектуру построения – «клиент-сервер».

Рис. 1.2. Структура ИС корпорации «Парус» для машиностроительного предприятия

Поэтому в дальнейшем будем рассматривать технологию проектирования только информационных систем, реализующих CALS-технологии, обращая внимание на особенности их проектирования.