CALS-tehnologiile sunt Concept și definiție, scopul aplicării

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

În istoria dezvoltării sistemelor de producție industrială au avut loc evenimente care au creat premisele unui s alt revoluționar în tehnologie. Și prin faptul existenței lor, au dus la o schimbare a aspectului nu numai a întreprinderilor în care s-au efectuat procese inovatoare, ci și a întregii lumi. Crearea primului motor cu abur a fost impulsul inițial pentru apariția mașinilor și mecanismelor tehnologice, care o sută de ani mai târziu s-au transformat în echipamente moderne pentru fabricarea produselor. Descoperirea inducției electromagnetice a devenit baza unei noi baze elementare, de la construirea primelor baterii reîncărcabile până la calculatoare moderne, telefoane și partea electrică a diverselor dispozitive. Introducerea de către Henry Ford a primelor linii de asamblare pentru automobile a stabilit tendința pentru întreprinderile mari pentru deceniile următoare. Metodele și conceptele „Lean Manufacturing” de la Toyota au făcut posibilă crearea unor sisteme flexibile, personalizate, cu un consum minim de resurse și o calitate maximă a produsului. De fapt, vorbim de revoluții industriale în domeniul producției și prestării de servicii.

Dezvoltare intensivă a informațiilortehnologiile din domeniile comunicației și comunicării, proiectarea sistemelor complexe și dezvoltarea de noi tehnologii de management al informației au creat premisele pentru apariția următoarelor inovații - acestea sunt tehnologii CALS.

Relevanța aplicației

Astăzi, practic, nu există tipuri de activitate umană fără utilizarea rezultatelor dezvoltării informației. Medicină, industria ușoară și grea, industria jocurilor de noroc, activități științifice și inovatoare - diverse produse software facilitează procesele și sunt adesea elementul lor critic.

Aprofundarea în continuare a informatizării sferelor de activitate ale întreprinderilor industriale este astăzi o condiție importantă pentru dezvoltarea cu succes a economiei. Procesele inteligente de inginerie, procesele automatizate pentru gestionarea activităților de producție ale unei întreprinderi, împreună cu reechiparea tehnică a acesteia și crearea de procese tehnologice computerizate inovatoare, permit în mare măsură formarea unei producții optime, consumatoare de resurse, cu dezvăluirea completă a potențialului industrial.

Metodele și abordările progresive ale managementului producției care au apărut în ultimele decenii sunt denumite de obicei tehnologii logistice. Acest lucru se datorează faptului că logistica explorează și formează diverse fluxuri în activități de producție și organizatorice, care includ structuri materiale, financiare și informaționale. Prin urmare, este mai corect să vorbim despre tehnologiile CALS în logistică.

Principala diferență a acestei abordări este crearea unui sistem de management care să automatizeze nu anumite tipuri de muncă, funcții și sarcini, dar să vă permită oficializarea tuturor proceselor întreprinderii - proiectare, producție, furnizare, vânzări, după -serviciu de vânzări.

Istoria creației

În termeni generali, tehnologia CALS este procesul de creare a unui singur spațiu de informații într-un singur sistem de suport pentru ciclul de viață al produsului. Odată cu dezvoltarea sistemelor de producție, a devenit necesară dezvoltarea mecanismelor și procedurilor pentru schimbul rapid de date între diverși subiecți ai relațiilor de producție în diferite etape ale utilizării produselor.

Inițial, acest concept a fost implementat în armata SUA pentru a reduce cantitatea de documente, pentru a crește eficiența feedback-ului între clienți și furnizorii de arme și muniții, pentru a îmbunătăți gestionabilitatea sistemului și pentru a reduce costurile generale pentru zona informațională. Abrevierea CALS înseamnă „Computer Supply Support”.

Având o eficiență rezonabilă (conform datelor experimentale, productivitatea muncii a crescut semnificativ, iar pierderile din exploatare au scăzut), de-a lungul timpului, tehnologiile CALS și sistemele CALS și-au extins semnificativ domeniul de activitate. Diverse ramuri ale ingineriei mecanice, construcții și sectoare de transport, zona de dezvoltare a proiectelor industriilor de în altă tehnologie. Mai mult, dacă inițial aplicația se limita la producție și exploatare, acum conceptul era valabilîn toate etapele ciclului de viață al produsului - de la analiza pieței până la procesul de eliminare din cauza fizică sau învechită.

Astăzi, utilizarea tehnologiilor CALS a devenit o strategie transnațională pentru gestionarea proceselor electronice fără hârtie la diferite niveluri ale ciclului de viață al produsului. Există câteva zeci de organizații care coordonează aspecte ale dezvoltării acestor sisteme la nivelul diferitelor state și alianțe (de exemplu, Alianța Nord-Atlantică).

Un scurt rezumat

Principiile principale ale tehnologiilor CALS se bazează pe controlul și organizarea etapelor existenței produsului. Acestea includ:

• asigurarea managementului sistemului (folosirea spațiilor speciale de informații);
• minimizarea costurilor în toate etapele;
• utilizarea mecanismelor standard pentru descrierea obiectelor gestionate (integrarea fluxurilor de informații);
• diferențierea elementelor programului pe baza utilizării standardelor comune (date și interfețe de acces) și utilizarea platformelor pe bază comercială;
• reprezentarea informațiilor pe bază de hârtie, cu prioritate utilizării unei semnături electronice;
• inginerie asociată tuturor proceselor;
• ajustare și îmbunătățire continuă pentru a crea un model de management optim.

Crearea unui plan informațional implică rezolvarea unei probleme pe două niveluri:

• automatizarea elementelor individuale de producție și formarea fluxurilor de gestionare a informațiilor aferentedate;
• compunerea diverselor blocuri de informații (care, pe lângă obținerea unui mediu informațional omogen, garantează și componența strategiei de ansamblu a întreprinderii).

Dezvoltarea la timp și continuă a tehnologiilor CALS este o condiție necesară pentru dezvoltarea tehnică a sistemului de producție.

Beneficiile unui mediu integrat includ:

• protejați datele în timp (asigurați integritatea);
• oferind acces la informații pentru toți participanții la proiect, indiferent de poziția lor în spațiu;
• minimizarea pierderii de date;
• flexibilitatea sistemului de a răspunde la ajustările efectuate (schimbările sunt disponibile aproape instantaneu în întregul sistem);
• creșterea debitului de procesare;
• Design puternic și divers și platforme de asistență.

Avantajele tehnologiei CALS în inginerie mecanică

Perspectivele de utilizare a CALS în întreprinderile industriale constau în formarea unui mediu organizațional și informațional specializat care să permită:

• crește semnificativ nivelul de cooperare între diferite industrii datorită standardelor uniforme de procesare a informațiilor;
• reduce influența amplasării teritoriale a întreprinderilor și, prin urmare, limitează influența distanțelor asupra eficacității interacțiunii;
• creați elemente de producție virtuale care vă permit să controlați proiectarea, producția și funcționarea produselor la nivelul sarcinilor practice individuale;
• protect rezultatele muncii pe bazacontinuitatea rezultatelor muncii în toate etapele ciclului de viață al produsului;
• optimizează costurile reducând documentele;
• utilizați „transparența” proceselor de management și control, datorită dezvoltării modelelor integrate;
• creați un suport puternic pentru informații pentru toate etapele ciclului de producție;
• creați un sistem comun de standardizare a informațiilor despre produse;
• asigurați nivelul necesar de calitate a produsului.

Aplicarea fundamentelor tehnologiilor CALS este extrem de importantă pentru menținerea nivelului de dezvoltare a întreprinderii cu tendințele moderne în arena industrială internațională.

Abordări generale pentru crearea infrastructurii informaționale

Mecanismul principal pentru proiectarea și adaptarea ulterioară a produselor la producția de serie este pregătirea tehnică a producției. De regulă, acesta este implementat în trei etape principale - dezvoltarea designului și documentarea grafică, dezvoltarea tehnologiei și pregătirea sistemului de producție, precum și alegerea opțiunilor optime de proiectare și tehnologie din punct de vedere al eficienței economice. Această procedură, din momentul în care a fost folosită la întreprinderile de apărare ale URSS la mijlocul anilor’60, a devenit familiară sistemelor din sectorul civil. Datorită utilizării sale, timpul de proiectare și pregătire pentru exploatarea noilor structuri a fost redus semnificativ, iar nivelul de fiabilitate a produsului s-a dublat cu mult. În același timp, semnificativrezultate de asigurare a calității.

Tehnologia computerizată modernă are instrumente și abordări care vă permit să consolidați toate datele de producție și să le prezentați sub forma unui model electronic. Acest lucru facilitează analiza inginerească, crearea diferitelor specificații de proiectare (tehnologice), elaborarea de manuale tehnice și cataloage de soluții tehnice gata făcute. Tehnologiile de informatizare CALS, ISD reprezintă o tendință generală în dezvoltarea sistemelor de proiectare a producției.

Domenii de cercetare

Exemple de tehnologii CALS sunt metodele de proiectare a producției digitale care sprijină managementul ciclului de viață al produsului (Product LifecycleManagement) - așa-numitele sisteme PLM.

Acestea includ următoarele clase de sisteme:

• CAD - (Computer Aided Design) - rezolvarea problemelor de proiectare a produselor și elementelor; modelarea obiectelor pe un plan (model 2D) și în spațiu (model 3D); mijloace de obținere a desenelor; arhive de date privind elementele structurale și crearea de șabloane de documente.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - studiul proprietăților obiectelor (în timpul fabricării și exploatării); realizarea de sisteme de verificare pentru analiza obiectului conform modelului dezvoltat; optimizarea parametrilor obiectului în funcție de condițiile și restricțiile specificate.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programarea controlerelor de mașini CNC; studiul opțiunilor de traiectorie a sculei în funcție de algoritmii suprafeței prelucrate; analiza conflictelor geometrice; potrivire pe echipament.
• PDM -(Product Data Management) - stocarea datelor și controlul documentației; crearea unei arhive de mostre; asigurarea accesului la informații și protecția acesteia.

Gestionarea resurselor întreprinderii

O altă funcție importantă a metodelor de calcul este gestionarea în timp real a diverselor resurse și fluxuri ale întreprinderii - logistică, financiară, depozitare, personal, planificare și marketing. Sistemele care implementează sarcinile de mai sus sunt denumite sisteme ERP (Enterprise Resource Planning - managementul resurselor întreprinderii).

Astfel de sisteme reprezintă o nouă metodologie de gestionare a tehnologiilor CALS, care implementează funcționalitatea necesară pe baza unei infrastructuri informaționale speciale.

Funcțiile tipice ale acestei clase de produse software includ:

• crearea și controlul diferitelor specificații (vă permite să determinați produsul final, luând în considerare toate resursele necesare producției);
• gestionarea vânzărilor (prognoza vânzărilor de produse bazată pe planurile de vânzări);
• analiza necesarului de materiale (determinarea mărimii loturilor și a timpilor de livrare, grupe specifice de materii prime și componente);
• organizarea activităților de achiziții (întocmirea contractelor de furnizare, optimizarea activităților de depozit ale întreprinderii);
• planificarea utilizării capacităților de producție (atât la nivelul întregii întreprinderi, cât și la nivelul atelierelor sau locurilor de muncă individuale);
• controlul resurselor financiare (contabilitateași audit financiar).

Rețineți că tehnologiile CALS prezentate sunt baza conceptuală a suportului informațional pentru ciclul de viață al creării și funcționării produselor. Care arată eficiența maximă atunci când ambele sisteme (PLM și ERP) se îmbină.

Utilizarea sistemului

CALS-tehnologiile sunt, în primul rând, o metodă de suport informațional pentru procesele de afaceri, care și-a găsit aplicarea în diverse domenii de activitate de producție. Eficacitatea difuzării și utilizării acestuia se bazează pe dezvoltarea sistematică a unui mediu informațional adecvat. Pentru atingerea acestui scop, o condiție necesară este utilizarea unor abordări compoziționale speciale pentru formarea de noi sisteme de suport.

Un exemplu de astfel de companie pe piața rusă este Centrul de cercetare pentru tehnologii CALS „Logistică aplicată”. Sarcinile principale ale companiei se află în planul platformelor progresive și al standardelor de utilizare a acestora. Activitățile principale sunt: implementarea monitorizării operaționale a diferitelor date de proiectare și minimizarea pierderilor de produse.

Centrul de cercetare pentru tehnologii CALS - dezvoltator al mai multor platforme de autor binecunoscute. Să facem o scurtă trecere în revistă a acestora.

Clasa de aplicații PDM

Reprezintă o sursă de date bazată pe modele care sunt formalizate prin standarde internaționale speciale ISO.

Cele mai comune caracteristici includ:

• controlul informațiilor despre principalele proprietăți ale structurilor;
• dispozitiv de cercetare pentrumodificări ulterioare ale sistemului;
• analiza conformității cu principiile logisticii;
• colectarea datelor privind parametrii componentei de calitate a produselor;
• operații cu matrice de control;
• asigurarea interacțiunii seturi de elemente (CAD-CAM, etc.).

După cum puteți vedea, utilizarea tehnologiilor CALS oferă control deplin asupra produsului la nivelul elementului de bază al designului.

Caracteristici suplimentare:

• operarea și controlul listelor de clasificatoare (bănci de date de referință);
• manufacturing information management;
• gestionați parametrii produsului în timp real;
• dezvoltarea diagramelor arborescente ale structurii variabile a produselor;
• lucrul cu modele de structuri conform opțiunilor anterioare;
• analiza caracteristicilor elementelor prin diverși indicatori;
• aspect produs cu documentație: modele, desene, informații textuale, tabele de date;
• lucru cu arhive;
• formarea specificațiilor și declarațiilor;
• gestionarea datelor proceselor tehnologice, echipamentelor, sculelor;
• detalierea tehnologiei de fabricație (rute, operațiuni, tranziții);
• analiza interacțiunii etapelor tehnologiei cu elementul de bază al designului;
• determinarea ratelor de consum ale diferitelor resurse din sistem;
• vizualizarea elementelor de tehnologie pentru obținerea unui instrument;
• modifică controlul prin metode de procesare;
• gestionarea operațiunilor;
• oferind acces la date;
• reconcilierea datelor prin e-mailsemnături;
• controlul calității;
• asigurarea funcționării motorului de căutare inteligent;
• variabilitatea tipurilor de afișare etc.

După cum puteți vedea, numărul și conținutul funcțiilor sunt suficiente pentru a obține informații complete pentru o analiză completă a procesului în cauză.

Ghid tehnic

Lucrul cu documentația privind funcționarea sistemelor complexe. Se bazează pe cerințe internaționale care reglementează problemele de suport logistic pentru produse. Ideea cheie a standardului este de a lucra cu un set de unități de informații. Conceptul principal este modularitatea documentației. Informațiile sunt fragmentate folosind coduri speciale. Domeniul de aplicare - orice tip de transport, echipament militar, echipament.

Se oferă o adaptare flexibilă la condițiile în schimbare. Complexul este potrivit atât pentru întreprinderile-mamă, cât și pentru întreprinderile afiliate (producători de materiale, componente).

LSA Suite

Este un set de proceduri care implementează în timp suportul logistic al sistemelor de producție. Vă permite să rezolvați o serie de sarcini, cum ar fi determinarea fiabilității criticității defecțiunilor, crearea unui model funcțional de întreținere, determinarea numărului necesar de piese de schimb.

ATLAS

O platformă specializată concepută special pentru prelucrarea datelor privind funcționarea sistemelor tehnice de aviație. Siguranța specificată este asigurată prin monitorizarea constantă a statului. Analiza efectuată și upgrade-urile ulterioare fac posibilă în mod semnificativeconomii de costuri.

Exemple de utilizare

Tehnologiile CALS din Rusia sunt folosite de multe întreprinderi interne, atât în sectorul civil, cât și în cel militar. Documentația electronică este utilizată pentru multe produse. De exemplu, în aviație pentru avioane, elicoptere, motoare și componente de aeronave. În plus, este în curs de dezvoltare sisteme de navigație, comunicații telefonice și radio și sisteme de control. Sunt utilizate în proiectarea și dezvoltarea echipamentelor auto. Elementele sistemului sunt utilizate la Uzina Mecanică Voronezh, corporația de stat „Rosatom”, CNE „Aerosila”, OJSC „Căile Ferate Ruse” și altele. După cum puteți vedea, exemplele de tehnologie CALS sunt destul de diverse.

Concluzie

Managementul tehnologiilor CALS este o sarcină actuală și modernă cu care se confruntă organizațiile. În era informatizării totale, prezența spațiilor informaționale locale și globale este o strategie cheie de dezvoltare. Standardele CALS, bazate pe o varietate de sisteme software, stau la baza creării de produse moderne de în altă tehnologie, produse prin sisteme de producție automatizate.

A sosit timpul pentru elemente fundamental noi ale organizării producției, care se bazează pe procese de management end-to-end și introducerea locurilor de muncă automatizate în mediul de proiectare și tehnologic. Și deși trecerea de la echipamente tehnologice învechite la mașini-unelte cu control numeric șicentrele de prelucrare cu mai multe axe (și toate acestea sunt tehnologii CALS) necesită costuri intelectuale, materiale și financiare enorme, toate întreprinderile care doresc să îndeplinească spiritul vremurilor trebuie să meargă pe această cale.