Практика CALS

  1. За кордоном багато провідних компаній, що створюють високотехнологічні продукти, широко застосовують...
  2. ФГУП НВО «Аврора»
  3. ФГУП КнААВО
  4. література
  5. критерії CALS

Створення CALS-системи потребують суттєвої (можливо, і кардинальної) реорганізації процесів конструювання виробів і підготовки їх виробництва.

За кордоном багато провідних компаній, що створюють високотехнологічні продукти, широко застосовують технології CALS / PLM як для автоматизації своєї основної діяльності, так і для вирішення інших завдань.
Створення CALS-системи потребують суттєвої (можливо, і кардинальної) реорганізації процесів конструювання виробів і підготовки їх виробництва

Інтеграція процесів розробки і виробництва виробів в територіально розподілених компаніях [1] поставлена ​​на чільне місце в CALS-проектах компаній Airbus, Bell Helicopter Textron, Boeing, General Motors, Rockwell International, Rolls Royce, Land Rover і ін. Ряд компаній розглядає CALS як спосіб інтеграції партнерів на основі налагодження обміну електронною документацією і її стандартизації. У цьому руслі рухаються CALS-проекти в компаніях Pratt & Whitney і GTE Government Systems. Використовувати CALS для управління експлуатацією високотехнологічних виробів і супроводу замовників вирішили компанії American Airlines, United Airlines, Lockheed Martin. Підвищенню ефективності закупівель покликані сприяти CALS-технології в компаніях Northrop Grumman і Tokyo Electric Power.

Як бачимо, найбільш широко відомі проекти в великих компаніях. Мабуть, це не випадково. CALS-проекти вимагають дуже значних інвестицій. Їх обсяги нерідко перевершують витрати на впровадження ERP-систем верхнього цінового діапазону, оскільки, строго кажучи, ERP-система є одним з компонентів CALS-системи, причому не найдорожчим. Додайте до цього витрати на консалтинг і значні (якщо не сказати величезні) непрямі витрати, спрямовані на реалізацію змін в організаційній і технологічній структурі підприємства, і ви отримаєте суму, яка повалить в шок будь-якого фінансового директора. Однак, що найцікавіше, створення систем CALS - річ прибуткова (принаймні для великих підприємств) і до того ж підвищує конкурентоспроможність.

Аналізуючи досвід вітчизняних і зарубіжних проектів [1-5], можна відзначити наступне.

  • Саме по собі впровадження технологій ефекту не дасть. Потрібно створювати на підприємстві єдину взаємопов'язану CALS-систему.
  • Реалізація ефективної схеми взаємодії співробітників надзвичайно важлива. Без такої схеми CALS-система не запрацює.
  • Створення CALS-системи потребують суттєвої (можливо, і кардинальної) реорганізації процесів конструювання виробів і підготовки їх виробництва.
  • Необхідна рішучість, воля і особисту участь вищого керівництва, щоб провести в життя зміни, необхідні для створення CALS-системи і її запуску в роботу.
  • Якщо розробка продукту вимагає активної участі суміжників (наприклад, постачальників важливих вузлів), то дуже бажано, щоб між партнерами була налагоджена координація в області створення і розвитку CALS-систем. В цьому випадку є сенс робити об'єктом управління єдину розподілену CALS-систему "віртуального підприємства" (промислового консорціуму, спільно працює над створенням і виробництвом високотехнологічного виробу), що включає CALS-системи окремих підприємств в якості своїх компонентів.

У Росії є ряд підприємств, які досягли успіхів в освоєнні технологій CALS. Але набагато більше таких, які тільки рухаються до розгортання наскрізної інформаційної підтримки життєвого циклу виробів.

Згідно зі спостереженнями Євгена Цодиковского, генерального директора компанії «Авіаційний консалтинг - Техно», то, що CALS можуть дати багато корисного, розуміють практично на всіх вітчизняних підприємствах. Однак вони знаходяться на різних рівнях розвитку і мають у своєму розпорядженні різними фінансовими можливостями.

ФГУП НВО «Аврора»

Розташоване в Санкт-Петербурзі НВО «Аврора» є монополістом в області розробки систем управління для технічних засобів російських кораблів і суден, теплових і атомних електростанцій, парогазових і газотурбінних установок, систем автоматичного управління для нафтогазовидобувної галузі, електротранспорту, медичного обладнання тощо.

На даний момент на НВО «Аврора» накопичено більш ніж 10 млн. Схем і креслень. Велика їх частина успадкована від колишніх розробок і до недавнього часу існувала тільки в паперовому вигляді. Інша частина технічних документів створюється за допомогою систем автоматизованого проектування AutoCAD, «Компас», P-CAD, ОRCAD, а також за допомогою САПР власної розробки і офісних пакетів.

«Зарубіжні системи САПР для нас дуже дорогі, їх адаптація до потреб підприємства трудомістка і вимагає великої кількості грошей і часу. Виявилося простіше своїми руками написати САПР для окремих ділянок розробки виробів і інтегрувати їх в рамках ланцюжків створення всієї документації », - пояснює Сергій Рассказов, керівник групи підтримки електронного документообігу НВО« Аврора ».

Щоб підвищити ефективність роботи з документами і знизити витрати, пов'язані з їх можливою втратою, на підприємстві створюється електронний архів документів, що реалізовується на базі системи Documentum 4i. Фахівці підприємства розглядали і інші програмні продукти в якості основи для створення системи управління даними про виріб (Product Data Management, PDM), в тому числі PartY +, UniDOCS, SmarTeam тощо. Оцінивши їх можливості, було вирішено зробити ставку на Documentum 4i. У числі вирішальних факторів на користь цього продукту Рассказов зазначив його можливості інтеграції з існуючими на підприємстві додатками.

Впровадження системи здійснюється силами співробітників підприємства. Рішенню про її закупівлю передували тривалий аналіз бізнес-процесів і дослідження можливого економічного ефекту від впровадження системи. Близько року фахівці підприємства вивчали окремі бізнес-процеси, підраховували витрати часу на окремі операції, після чого прийшли до висновку про те, що використання електронного архіву дозволить прискорити доступ до даних та документів, збільшити продуктивність праці, скоротити цикли розробки виробів і підвищити ефективність спільної роботи співробітників в проектах. Згідно з попередніми оцінками, інвестиції в електронний архів окупляться за два-три роки.

Підприємству належить завантажити в електронний архів всі електронні документи та ввести в нього паперові креслення тих виробів, аналоги яких можуть бути використані в наступних розробках. Зберігання електронних образів паперових креслень передбачається здійснювати як в растровому, так і (по можливості) у векторному вигляді. У найближчій перспективі електронний архів повинен стати єдиним сховищем для загальносистемних, конструкторських, експлуатаційних, ремонтних, пусконалагоджувальних, програмних, договірних та інших документів. Розробку багаторівневих ієрархічних інформаційних моделей даних про вироби передбачається здійснити відповідно до вимог стандартів сімейства ISO 10303 (STEP).

Слід зауважити, що створення електронного архіву - лише початок серйозних змін в інформаційній підтримці основних виробничих процесів підприємства. Найближчий етап - автоматизація колективної роботи з технологічними документами в ході реалізації виробничих проектів. Як інструмент для управління проектами буде використовуватися Microsoft Project 2002. Одним з ключових чинників вибору саме цього продукту стали його можливості інтеграції з іншими програмними засобами.

В даний час узгодження всієї циркулюючої на підприємстві документації та внесення до неї змін здійснюється вручну. Згідно з підсумками аналізу, проведеного всередині підприємства, 50-70% часу, що витрачається на реалізацію проектів, витрачається саме на проходження і узгодження документів. Тому не дивно, що в НВО «Аврора» покладають великі надії на розгортання електронного документообігу, який буде побудований на базі Documentum.

До початку майбутнього року намічено встановити 50 робочих місць цієї системи. Передбачається, що їх впровадження дозволить контролювати весь цикл проектування і створення виробів. До кінця наступного року системи повинні охопити всіх фахівців і конструкторів (близько 500 чоловік), які беруть участь в розробці виробів. Одночасно з розгортанням системи ведеться оптимізація взаємодії між учасниками внутрішніх бізнес-процесів підприємства.

Найбільш складною стороною цього процесу Рассказов вважає облік і баланс інтересів і пропозицій всіх учасників розробки виробів. Вирішення виникаючих проблем в значній мірі сприяє «підтримка керівництва, а також чітко поставлена ​​робота колективу, його згуртованість, взаєморозуміння колег».

За його словами, освоєння системи відбувається швидко: «При впровадженні системи призначені для користувача інтерфейси проектувалися так, щоб мінімізувати дії користувачів, необхідні для отримання необхідного результату». Рассказов вважає дуже важливим, «щоб в інтерфейсі не було зайвої інформації, яка б відволікала користувачів».

Після завершення впровадження системи управління документами передбачається перейти до створення інтерактивних довідкових посібників з ремонту та обслуговування випущених підприємством продуктів, потім здійснити інтеграцію систем, використовуваних на стадії розробки виробів, з виробничим контуром і з фінансово-обліковою системою «1С: Підприємство». На той час оснащення виробничих операцій також планується модернізувати.

«У перспективі передбачається створити єдиний інформаційний простір для всього підприємства, що об'єднує електронний документообіг, електронний архів, системи CAD / CAM і управління знаннями, - каже Рассказов. - Технології CALS повинні охопити всі основні виробничі процеси ».

Архітектором майбутньої інформаційної системи підприємства виступає перший заступник генерального директора, директор з економіки, фінансів і маркетингу Костянтин Шилов, який вийшов з середовища розробників виробів НВО «Аврора».

На заключному етапі розвитку ІТ-інфраструктури намічений перехід до ведення електронного бізнесу через Internet. Для інтеграції з постачальниками і замовниками передбачається згодом розгорнути Internet-портал підприємства.

ФГУП КнААВО

Комсомольське-на-Амурі авіаційне виробниче об'єднання ім. Гагаріна (КнААПО) є найбільшим виробником авіатехніки не тільки на російському Далекому Сході, але і в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні. Протягом ряду років підприємство є найкращим експортером Росії. Найбільш відома його продукція - літаки марки «Су». Крім авіатехніки підприємство випускає катери, яхти, моторні човни, снігоходи, трамвайні вагони, медичну, радіоелектронну і побутову техніку, а також меблі і товари народного споживання.

«CALS-технології починаються з електронного опису об'єкта, - розповідає Андрій Сафонов, заступник технічного директора з розвитку і технічного переозброєння, в недавньому минулому - головний спеціаліст з просування CALS-технологій на підприємстві. - На цьому етапі життєвого циклу виробів можуть використовуватися як електронні специфікації (конфігурації вироби), так і CAD-моделі зі специфікацією. Сполучна ланка між інженерними та виробничими службами - система PDM. Її наявність на підприємстві, на мій погляд, обов'язково. Третя ланка - це, звичайно, ERP-система. Сьогодні недостатньо мати цифрову модель вироби, потрібно вміти її реалізовувати, ефективно створювати готову продукцію. Нарешті, четверта ланка - системи логістичної підтримки експлуатації виробів, в тому числі інтерактивні електронні технічні керівництва. Вони необхідні для забезпечення технічної підтримки виробів з моменту їх поставки замовникам ».

Адміністрація КнААВО освоєння нових інформаційних технологій надає стратегічне значення. Про це говорять, зокрема, значні розміри інвестицій підприємства в цю область: за останні п'ять років воно вклало в ІТ близько 16 млн. Дол. «Це вивело нас на зовсім інший рівень розуміння, кардинально змінивши нашу методологію створення виробів, - каже Сафонов. - Дуже важливо, що генеральний директор КнААВО Віктор Меркулов повірив в економічну доцільність використання новітніх ІТ і виділив чималі кошти на їх придбання та освоєння. Проте навряд чи КнААВО домоглося б великих результатів у використанні CALS, якби на підприємстві не було групи фахівців-ентузіастів, прихильників нових методологій проектування і виробництва виробів ».

Усередині інформаційної системи підприємства Сафонов виділяє 12 різних підсистем «проекту»: моделювання вироби і оснащення, підготовка програм для верстатів з ЧПУ, системи управління фінансами, матеріально-технічним постачанням, запасами і ін. При створенні системи використовувалися і власні розробки, і тиражовані, як вітчизняні, так і західні. Так, підприємство впроваджує модуль управління матеріально-технічним постачанням ERP-системи BAAN. Повністю впровадження системи (включаючи спеціалізований набір функцій для аерокосмічної галузі BAAN Aerospace & Defence) передбачається завершити до 2006 року.

Особливі успіхи підприємством досягнуті в розвитку виробництва виробів на основі ІТ. У вересні 2001 року на підприємстві став до ладу інженерний центр, який об'єднав 400 конструкторів, технологів для роботи в рамках єдиної методології, заснованої на застосуванні САПР і єдиної системи ведення проекту. В даний час число використовуваних на підприємстві ПК і графічних станцій наближається до 4 тис. Одиниць. КнААВО - найбільший російський користувач систем EDS. Зокрема, на підприємстві в області літакового виробництва використати матеріали Unigraphics: система автоматизованого проектування Solid Edge, PDM-система Teamcenter Engineering (раніше носила назву i-Man) і система візуалізації ProductVision. У допоміжних виробах використовуються більш дешеві кошти - AutoCAD, Desktor, «Майстер», «Кредо», «Астра» і т. П.

Використання тривимірного моделювання - одне з центральних напрямків розвитку методологій виробництва КнААВО. Тривимірна цифрова модель стала головним джерелом інформації для виробничих підрозділів. Підприємство отримало істотний економічний ефект від їх використання: скоротилися терміни створення виробів, знизилися витрати на оснащення, найголовніше - досягнуто гарантовану якість починаючи з першого вироби. В результаті застосування 3D-моделювання КнААВО вдалося підвищити якість всієї конструкторської документації, на 30% скоротити терміни підготовки програм для верстатів з ЧПУ, значно збільшити перелік виготовляються на них деталей, в півтора рази скоротити витрати на підготовку виробництва.

Сильно змінилися і методи виробництва. Так, в 1999 році на КнААВО було припинено виробництво фізичних Плаза - залишилися тільки електронні. У 2001 році плазово-шаблонний цех був і зовсім розформований. Поступово припиняється виробництво шаблонів на обсяги, де є тривимірні електронні моделі. За допомогою CAD-моделей здійснюється контроль деталей, виготовлених з використанням електронних макетів.

Підприємство вважає, що досягло певного етапу - накопичення баз. Нинішній етап освоєння ІТ - створення технологічних ланцюжків, що використовують тривимірні моделі для всіх технологічних процесів виробництва.

«Коли в основі всього лежить 3D-модель, потрібно зовсім інша організація виробничих процесів, - ділиться досвідом Сафонов. - Тривимірна електронна модель дозволяє однозначно визначити геометрію вироби та забезпечити його точну реалізацію на верстатах з ЧПУ, без використання ручної праці. Зауважте: в світі немає жодного верстата, здатного виготовити деталь, маючи в якості вихідної інформації паперовий креслення. Креслення розрахований тільки на людину. В основі виробництва XXI століття будуть лежати тільки цифрові моделі ».

Перший досвід створення таких технологічних ланцюжків виявився цілком вдалим: за різними процесам вдалося скоротити терміни виробництва від двох до 500 разів. Значну економію вдалося отримати за рахунок того, що у підприємства відпала необхідність створювати в металі пробні зразки деталей і вузлів, особливо оснащення, 3D-моделювання дозволяє обійтися без них. Наприклад, раніше по техпроцесу створення літаків було потрібно виготовити Штампові заготовки. На проектування і виготовлення штампів йшло до двох місяців. Тепер того ж самого результату вдається добитися за дві години роботи з тривимірною моделлю, попутно скорочуючи витрату матеріалу на 25%.

«Економія досягається вже за рахунок скорочення числа помилок. Однак головний ефект від 3D-моделювання виходить в результаті його наскрізного використання на всіх стадіях виробництва », - вважає Сафонов. Підприємство використовує тривимірні моделі на всіх етапах створення виробів: для моделювання оснащення, підготовки програм для верстатів з ЧПУ, контролю готової продукції тощо., Створюючи таким чином замкнутий технологічний цикл.

Дуже важлівім напрямком использование CALS на КнААВО вважають создания ІЕТР. Підприємство відчуває гостре потребу в їх розробці, оскількі відчуває великий Попит на них з боку своих замовніків. Серед використовуваних для цих цілей продуктів - Technical Guide Builder. Примітно, що КнААВО було першим користувачем цього продукту, створеного силами фахівців НДЦ CALS «Прикладна логістика», і, більш того, виступило в ролі одного з інвесторів його розробки і одного з його тестувальників. Наявні на сьогоднішній день можливості продукту дозволяють клієнтам КнААВО своєчасно замовляти комплектуючі, автоматично надсилаючи на завод-виготовлювач заявку на поставку деталей, що вимагають заміни, матеріалів для обслуговування. «Ці можливості дозволяють нам зробити крок на якісно новий рівень підтримки наукоємної продукції», - зауважує Сафонов. У найближчій перспективі передбачається впровадити на підприємстві модулі, що дозволяють вести облік запчастин, що поставляються КнААВО і його партнерами, статистику їх ремонтів, поломок і відмов та ін.

Щоб впровадження Technical Guide Builder стало повним і ефективним, потрібна була тісна інтеграція чотирьох десятків партнерів КнААВО, до проекту долучилися також співробітники НДЦ CALS-технологій і «Авіаційного холдингу». На цьому шляху виник цілий ряд проблем. «Не всі підприємства швидко зрозуміли, для чого і чому необхідно вже сьогодні займатися підготовкою засобів логістичної підтримки експлуатації виробів. Позначилися і різний фінансовий стан суміжників, і різний рівень освоєння інформаційних технологій, і різниця в менталітеті керівників підприємств в умовах відсутності жорсткого тиску на них з боку вищестоящих органів », - розповідає Сафонов. До проекту інтеграції приєдналося 24 підприємства. КнААВО взяло на себе визначення єдиних вимог до створюваних інтерактивним посібникам, надало шаблони оформлення (до речі, ці шаблони потім увійшли в загальноросійський стандарт) і свої власні ноу-хау по виготовленню посібників. Проект розвивається цілком успішно. Шість підприємств вже підготували керівництва на свої вироби (ними комплектується продукція КнААВО). Ці програмні продукти увійшли до складу єдиного інтерактивного керівництва, яке КнААВО надає своїм замовникам, правда, поки в режимі дослідної експлуатації.

Крім інтерактивних довідкових посібників підприємство поставляє комплекти комп'ютерних навчальних класів, що дозволяють замовникам навчати свій персонал, веде роботи зі створення комп'ютерних тренажерів.

На думку Сафонова, державні структури, авіаційні інститути та інші зацікавлені організації занадто багато паразитують на термінах CALS-технологій. Тим часом, застосування CALS на вітчизняних підприємствах могло б істотно підвищити їх конкурентоспроможність, не менше ніж у два-три рази знизити витрати, швидше виводити на ринок нову (причому більш якісну) продукцію і забезпечувати більш якісне її супровід.

Дуже болючу проблему представляє собою занадто слабка база вітчизняних стандартів в області CALS: за оцінкою Сафонова, вона покриває всього 3-5% того, що хотілося б підприємствам. Крім того, перешкоджає існуюча нормативно-правова база, ECKД, ECTД. Так, щоб передати документацію в електронному вигляді, необхідно надати їй належний юридичний статус. У КнААВО вдалося частково вирішити цю проблему шляхом створення внутрішньої нормативної бази (яка передбачає в числі іншого застосування електронно-цифрового підпису), однак питання про юридичний статус електронної документації при її передачі іншим підприємствам залишається відкритим.

Підготовка кадрів - також серйозна проблема. Найбільш істотні для підприємства результати від впровадження CALS досягаються тоді, коли нові технології і методології освоюють інженери та конструктори, вже накопичили досвід проектування виробів і підготовки їх виробництва.

Серйозною перешкодою в освоєнні CALS є недостатнє фінансування цього процесу, оскільки він вимагає великих інвестицій, особливо на початковому етапі. Далеко не всі підприємства готові піти на такі жертви заради підвищення конкурентоспроможності в подальшому.

Однак найпотужнішим, на думку Сафонова, гальмом на шляху освоєння CALS є стереотипи мислення керівників і співробітників підприємств. Є чимало вітчизняних промислових підприємств, які могли б дозволити собі створення потужної ІТ-бази. Однак більшість керівників різного рівня - «люди некомп'ютерних покоління». Вони не володіють навіть елементарної комп'ютерної грамотою, тому не дивно, що і освоєння новітніх методологій використання ІТ у виробничій діяльності буде вищою їх рівня розуміння. Вельми непросто пояснити таким керівникам, в чому полягатиме економічний ефект від застосування CALS і чому це вимагає нетрадиційної організаційної структури.

література

[1] Судів Є. В., Левін А. І., Давидов А. Н., Барабанов В. В. Концепція розвитку CALS-технологій в промисловості Росії. М .: НДЦ CALS-технологій «Прикладна логістика», 2002..
[2] Зирянов М. ІТ та європейське авіабудування // Computerworld Росія. 2002. № 22.
[3] Головко М. CALS: важке повернення до ефективної співпраці // «Директор ІК». 2002. № 10.
[4] Дмитров В. І. Досвід впровадження CALS за кордоном // Автоматизація проектування. 1997. № 1.
[5] Головко М. Чи потрібен вітчизняному машинобудуванню російський ІТ-бізнес? // Computerworld Росія. 2002. № 24.

Ви маєте власну точку зору на використання технологій CALS / PLM? Напишіть про це Михайлу Зирянова, заст. головного редактора журналу «Директор інформаційної служби», по електронній пошті: [email protected]

критерії CALS

Згідно з «Концепцією розвитку CALS-технологій в Росії»; створена на підприємстві інформаційна система відноситься до класу CALS, якщо вона відповідає таким критеріям:

  • на підприємстві створена інтегрована інформаційне середовище (ІВС);
  • є системна реалізація інваріантної принципів і технологій CALS;
  • застосовується ПО, спочатку розраховане на взаємодію за допомогою ІВС;
  • використовуються методи, правила і способи управління, спочатку орієнтовані на безпаперовий обмін даними через ІВС;
  • принципи, технології та процеси інформаційної взаємодії реалізуються відповідно до вимог міжнародних і національних стандартів.

Чи потрібен вітчизняному машинобудуванню російський ІТ-бізнес?