CALS-teknologier är Koncept och definition, syftet med tillämpningen

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

I historien om utvecklingen av industriella produktionssystem ägde händelser rum som skapade förutsättningarna för ett revolutionerande tekniksprång. Och genom att de existerade ledde de till en förändring av utseendet på inte bara företag där innovativa processer genomfördes, utan också för hela världen. Skapandet av den första ångmaskinen var den första drivkraften för framväxten av tekniska maskiner och mekanismer, som hundra år senare förvandlades till modern utrustning för tillverkning av produkter. Upptäckten av elektromagnetisk induktion blev grunden för en ny elementär bas, från konstruktionen av de första uppladdningsbara batterierna till moderna datorer, telefoner och den elektriska delen av olika enheter. Henry Fords introduktion av de första monteringslinjerna för bilar satte trenden för stora företag i decennier framöver. Toyotas”Lean Manufacturing”-metoder och koncept har gjort det möjligt att skapa flexibla, skräddarsydda system med minimal resursåtgång och maximal produktkvalitet. I själva verket talar vi om industriella revolutioner inom området för produktion och tillhandahållande av tjänster.

Intensiv utveckling av informationteknologier inom områdena kommunikation och kommunikation, design av komplexa system och utveckling av nya informationshanteringsteknologier skapade förutsättningarna för uppkomsten av följande innovationer - dessa är CALS-teknologier.

Ansökans relevans

Idag finns det praktiskt taget inga typer av mänsklig aktivitet utan användning av resultaten från informationsutveckling. Medicin, lätt och tung industri, spelindustri, vetenskapliga och innovativa aktiviteter – olika mjukvaruprodukter underlättar processer och är ofta deras avgörande element.

Ytterligare fördjupning av informatiseringen av industriföretagens verksamhetssfärer idag är en viktig förutsättning för en framgångsrik utveckling av ekonomin. Intelligenta ingenjörsprocesser, automatiserade processer för att hantera ett företags produktionsaktiviteter, tillsammans med dess tekniska omutrustning och skapandet av innovativa datoriserade tekniska processer, tillåter i stor utsträckning att bilda optimal resurskrävande produktion med full avslöjande av industriell potential.

Progressiva metoder och tillvägagångssätt för produktionsstyrning som har dykt upp under de senaste decennierna brukar kallas logistikteknologier. Detta beror på att logistiken utforskar och formar olika flöden i produktions- och organisationsaktiviteter, som inkluderar material-, finans- och informationsstrukturer. Därför är det mer korrekt att tala om CALS-teknologier inom logistik.

Den största skillnaden med detta tillvägagångssätt är att skapa ett ledningssystem som inte automatiserar vissa typer av arbete, funktioner och uppgifter, utan låter dig formalisera alla processer i företaget - design, produktion, leverans, försäljning, efter -försäljningstjänst.

Skapelsens historia

I allmänna termer är CALS-teknik processen att skapa ett enda informationsutrymme i ett enda produktlivscykelstödsystem. Med utvecklingen av produktionssystem blev det nödvändigt att utveckla mekanismer och procedurer för snabbt utbyte av data mellan olika ämnen av produktionsrelationer i olika skeden av användningen av produkter.

Inledningsvis implementerades detta koncept i den amerikanska militären för att minska mängden pappersarbete, öka effektiviteten i feedback mellan kunder och leverantörer av vapen och ammunition, förbättra systemets hanterbarhet och minska de totala kostnaderna för informationsområdet. Själva förkortningen CALS stod för "Computer Supply Support".

Med en rimlig effektivitet (enligt experimentella data har arbetsproduktiviteten ökat avsevärt och driftsförlusterna har minskat), med tiden har CALS-tekniker och CALS-system utökat sitt verksamhetsområde avsevärt. Olika grenar av maskinteknik, bygg- och transportsektorer, området för projektutveckling av högteknologiska industrier. Dessutom, om applikationen från början var begränsad till produktion och drift, gällde konceptet nui alla stadier av produktens livscykel - från marknadsanalys till kasseringsprocessen på grund av fysisk eller inkurans.

Idag har användningen av CALS-teknik blivit en gränsöverskridande strategi för papperslös elektronisk processhantering på olika nivåer av produktens livscykel. Det finns flera dussin organisationer som samordnar aspekter av utvecklingen av dessa system på nivån för olika stater och allianser (till exempel North Atlantic Alliance).

En kort sammanfattning

Huvudprinciperna för CALS-teknologier är baserade på kontroll och organisering av stadierna i produktens existens. Dessa inkluderar:

• säkra systemhantering (användning av speciella informationsutrymmen);
• kostnadsminimering i alla led;
• användning av standardmekanismer för att beskriva hanterade objekt (integrering av informationsflöden);
• differentiering av programelement baserat på användning av gemensamma standarder (data- och åtkomstgränssnitt) och användning av plattformar på kommersiell basis;
• representation av information på papperslös basis med prioritet att använda en elektronisk signatur;
• associerad konstruktion av alla processer;
• ständig anpassning och förbättring för att skapa en optimal förv altningsmodell.

Att skapa ett informationsplan innebär att lösa ett problem på två nivåer:

• automatisering av enskilda delar av produktionen och bildandet av relaterade informationshanteringsflödendata;
• sammansättning av olika informationsblock (som, förutom att erhålla en homogen informationsmiljö, även garanterar sammansättningen av företagets övergripande strategi).

Läglig och kontinuerlig utveckling av CALS-teknologier är en nödvändig förutsättning för den tekniska utvecklingen av produktionssystemet.

Fördelarna med en integrerad miljö inkluderar:

• skydda data över tid (säkerställa integritet);
• ge tillgång till information för alla projektdeltagare, oavsett deras position i rymden;
• minimera dataförlust;
• systemets flexibilitet för att svara på gjorda justeringar (ändringar är tillgängliga nästan omedelbart i hela systemet);
• ökande bearbetningsgenomströmning;
• Kraftfulla och mångsidiga design- och supportplattformar.

Fördelar med CALS-teknik inom maskinteknik

Möjligheterna för användning av CALS i industriföretag ligger i bildandet av en specialiserad organisations- och informationsmiljö som tillåter:

• öka avsevärt nivån på samarbetet mellan olika branscher på grund av enhetliga standarder för informationsbehandling;
• minska inflytandet från företagens territoriella läge och därigenom begränsa inflytandet av avstånd på interaktionens effektivitet;
• skapa virtuella produktionselement som låter dig kontrollera design, produktion och drift av produkter på nivån för individuella praktiska uppgifter;
• skydda arbetsresultat baserat påkontinuitet i arbetsresultaten i alla skeden av produktens livscykel;
• optimera kostnaderna genom att minska pappersarbetet;
• använda "transparensen" i lednings- och kontrollprocesser, tack vare utvecklingen av integrerade modeller;
• skapa kraftfullt informationsstöd för alla steg i produktionscykeln;
• skapa ett gemensamt standardiseringssystem för produktinformation;
• säkra den erforderliga produktkvalitetsnivån.

Tillämpning av grunderna för CALS-teknologier är oerhört viktigt för att hålla företagets utvecklingsnivå med moderna trender på den internationella industriella arenan.

Allmänna metoder för att skapa informationsinfrastruktur

Huvudmekanismen för design och efterföljande anpassning av produkter till serieproduktion är den tekniska förberedelsen av produktionen. Som regel implementeras det i tre huvudsteg - designutveckling och grafisk dokumentation, teknikutveckling och beredning av produktionssystem, samt valet av optimala design- och teknik alternativ ur ekonomisk effektivitetssynpunkt. Denna procedur, från det ögonblick som den användes vid försvarsföretagen i Sovjetunionen i mitten av 60-talet, har blivit bekant för civila sektorssystem. Tack vare dess användning har tiden för att designa och förbereda för drift av nya strukturer minskat avsevärt, och nivån på produktens tillförlitlighet har mer än fördubblats. Samtidigt betydandekvalitetssäkringsresultat.

Modern datorteknik har verktyg och tillvägagångssätt som gör att du kan konsolidera all produktionsdata och presentera dem i form av en elektronisk modell. Detta underlättar ingenjörsanalys, skapandet av olika designspecifikationer (tekniska) specifikationer, utveckling av tekniska manualer och kataloger över färdiga tekniska lösningar. CALS, FDI-informationsteknik är en allmän trend i utvecklingen av produktionsdesignsystem.

Forskningsområden

Exempel på CALS-teknologier är digitala produktionsdesignmetoder som stödjer produktlivscykelhantering (Product LifecycleManagement) - de så kallade PLM-systemen.

Dessa inkluderar följande klasser av system:

• CAD - (Computer Aided Design) - lösa problem med att designa produkter och element; modellering av objekt på ett plan (2D-modell) och i rymden (3D-modell); medel för att erhålla ritningar; dataarkiv om strukturella element och skapande av dokumentmallar.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - studie av objekts egenskaper (under tillverkning och drift); skapande av verifieringssystem för analys av objektet enligt den utvecklade modellen; optimering av objektparametrar enligt specificerade villkor och begränsningar.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programmering av CNC-maskinstyrenheter; studie av verktygsbanor enligt algoritmerna för den bearbetade ytan; analys av geometriska konflikter; passning till utrustning.
• PDM -(Product Data Management) - datalagring och dokumentationskontroll; skapa ett arkiv med prover; säkerställa tillgång till information och dess skydd.

Företagsresurshantering

En annan viktig funktion med beräkningsmetoder är re altidshantering av olika resurser och företagsflöden - logistik, ekonomi, lager, personal, planering och marknadsföring. System som implementerar ovanstående uppgifter kallas ERP-system (Enterprise Resource Planning - enterprise resource management).

Sådana system representerar en ny metod för att hantera CALS-teknologier, som implementerar den funktionalitet som krävs baserat på en speciell informationsinfrastruktur.

Typiska funktioner för denna klass av mjukvaruprodukter inkluderar:

• skapande och kontroll av olika specifikationer (låter dig bestämma slutprodukten, ta hänsyn till alla nödvändiga resurser för produktion);
• försäljningshantering (produktförsäljningsprognos baserad på försäljningsplaner);
• analys av materialbehov (fastställande av partistorlek och leveranstider, specifika grupper av råvaror och komponenter);
• organisering av inköpsaktiviteter (bildande av leveranskontrakt, optimering av företagets lagerverksamhet);
• planering av utnyttjandet av produktionskapacitet (på nivån för både hela företaget och enskilda verkstäder eller jobb);
• kontroll av finansiella resurser (redovisningoch finansiell revision).

Observera att de presenterade CALS-teknikerna är den konceptuella grunden för informationsstöd under livscykeln för skapandet och driften av produkter. Vilket visar sin maximala effektivitet när båda systemen (PLM och ERP) går samman.

Systemanvändning

CALS-teknologier är först och främst en metod för informationsstöd för affärsprocesser, som har funnit sin tillämpning inom olika produktionsområden. Effektiviteten av dess spridning och användning bygger på systematisk utveckling av en lämplig informationsmiljö. För att uppnå detta mål är en nödvändig förutsättning användningen av speciella sammansättningsmetoder för att bilda nya stödsystem.

Ett exempel på ett sådant företag på den ryska marknaden är Research Centre for CALS-technologies "Applied Logistics". Företagets huvuduppgifter ligger i planet med progressiva plattformar och standarder för deras användning. Huvudaktiviteterna är: implementering av driftövervakning av olika designdata och minimering av produktförluster.

Research Center for CALS-technologies - utvecklare av flera välkända författarplattformar. Låt oss göra en kort genomgång av dem.

PDM-applikationsklass

Representerar en datakälla baserad på modeller som är formaliserade av särskilda internationella ISO-standarder.

De vanligaste funktionerna inkluderar:

• kontroll av information om strukturers huvudegenskaper;
• forskningsenhet förefterföljande systemändringar;
• analys av efterlevnad av logistikprinciper;
• samlar in data om parametrarna för kvalitetskomponenten i produkter;
• kontrollmatrisoperationer;
• säkrar interaktion mellan elementuppsättningar (CAD-CAM, etc.).

Som du kan se ger användningen av CALS-teknik full kontroll över produkten i nivå med elementbasen i designen.

Ytterligare funktioner:

• drift och kontroll av listor över klassificerare (referensdatabanker);
• hantering av tillverkningsinformation;
• hantera produktparametrar i re altid;
• utveckling av träddiagram över produkters variabla struktur;
• arbeta med mönster av strukturer enligt tidigare alternativ;
• analys av elementens egenskaper med olika indikatorer;
• produktlayout med dokumentation: modeller, ritningar, textinformation, datatabeller;
• arbetar med arkiv;
• bildning av specifikationer och uttalanden;
• datahantering av tekniska processer, utrustning, verktyg;
• detaljer om tillverkningsteknik (rutter, drift, övergångar);
• analys av interaktionen mellan teknikstadier och elementbasen i designen;
• bestämning av förbrukningshastigheter för olika resurser i systemet;
• visualisering av teknikelement för att få ett verktyg;
• ändra kontroll genom bearbetningsmetoder;
• driftsledning;
• ger åtkomst till data;
• avstämning av data via e-postsignaturer;
• kvalitetskontroll;
• att säkerställa att den smarta sökmotorn fungerar;
• variation av visningstyper, etc.

Som du kan se är funktionernas antal och innehåll tillräckligt för att få heltäckande information för en fullständig analys av processen i fråga.

Technical Guide Builder

Arbetar med dokumentation gällande drift av komplexa system. Den bygger på internationella krav som reglerar frågorna om logistiskt stöd för produkter. Huvudtanken med standarden är att arbeta med en uppsättning informationsenheter. Huvudkonceptet är dokumentationsmodularitet. Informationen fragmenteras med hjälp av speciella koder. Omfattning - alla typer av transporter, militär utrustning, utrustning.

Flexibel anpassning till förändrade förhållanden tillhandahålls. Komplexet är lämpligt för både moderföretag och närstående företag (tillverkare av material, komponenter).

LSA Suite

Är en uppsättning rutiner som implementerar logistikstödet för produktionssystem i tid. Tillåter dig att lösa ett antal uppgifter, som att bestämma tillförlitligheten av kritiska fel, skapa en funktionell modell för underhåll, bestämma det erforderliga antalet reservdelar.

ATLAS

En specialiserad plattform utformad speciellt för att behandla data om driften av tekniska flygsystem. Den specificerade säkerheten säkerställs genom konstant övervakning av staten. Analysen som genomförs och efterföljande uppgraderingar gör det möjligt att avsevärtkostnadsbesparingar.

Användningsexempel

CALS-teknik i Ryssland används av många inhemska företag, både civila och militära sektorer. Elektronisk dokumentation används för många produkter. Till exempel inom flyg för flygplan, helikoptrar, flygmotorer och komponenter. Dessutom pågår utveckling av navigationssystem, telefon- och radiokommunikation samt styrsystem. De används i design och utveckling av fordonsutrustning. Delar av systemet används vid Voronezh Mechanical Plant, det statliga företaget "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Russian Railways" och andra. Som du kan se är exemplen på CALS-teknik ganska olika.

Slutsats

Hantering av CALS-teknologier är en faktisk och modern uppgift som organisationer står inför. I en tidevarv av total informatisering är närvaron av lokala och globala informationsutrymmen en nyckelutvecklingsstrategi. CALS-standarder, baserade på en mängd olika mjukvarusystem, är grunden för skapandet av moderna högteknologiska produkter producerade av automatiserade produktionssystem.

Tiden har kommit för fundament alt nya element i organisationen av produktionen, som bygger på end-to-end ledningsprocesser och införandet av automatiserade arbetsplatser i design- och teknologimiljön. Och även om övergången från föråldrad teknisk utrustning till verktygsmaskiner med numerisk styrning ochfleraxliga bearbetningscentra (och alla dessa är CALS-teknologier) kräver enorma intellektuella, material och finansiella kostnader, alla företag som vill möta tidsandan måste gå den här vägen.