Применение cals-технологий в области стандартизации

ПРИМЕНЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ СТАНДАРТИЗАЦИИ

КОМПЛЕКС БАЗОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ

МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Вданном подразделе приведено описание применения CALS- технологий для моделирования системы качества продукции, которая реализована в НИЦ CALS- технологий «Прикладная логистика». На основе CALS- технологий разработан комплекс базовых информационных моделей системы качества продукции предприятия.

Качество является одной из важнейших характеристик продукта. В соответствии с определением ISO 8402 «… качество - совокупность характеристик объекта (продукции, процесса и др.), относящихся к его способности удовлетворить установленные и предполагаемые потребности». Качество продукции обеспечивается путем целенаправленной деятельности, осуществляемой в рамках системы качества и затрагивающей все стадии ЖЦ продукции.

Система качества (ISO 8402) «.. это совокупность организационной структуры, ответственности, методик, процессов и ресурсов, необходимых для осуществления общего руководства качеством», т.е. аспектов управления, определяющих политику качества, цели, ответственность, а также реализующих управление качеством, планирование, обеспечение и улучшение качества.

Основой системы качества являются: продуманная идеология, организационная структура, система документов и моделей деятельности всех работающих (от высшего руководства до рабочих). Общая схема системы качества приведена на рис.59.

Стандарты ISO серии 9000 содержат общие требования к системе качества, которые необходимо реализовать в виде конкретных документированных процедур, выполняемых на предприятии.

Эта работа может быть систематизирована и частично автоматизирована путем применения функционального, информационного моделирования и проектирования системы качества.

Комплекс базовых информационных моделей системы качества продукции включает в себя набор базовых моделей в формате IDEF/0, описывающих типовые элементы системы качества в соответствии с ISO серии 9000: выполняемые функции, персонал, документацию, полномочия и обязанности (см. рис.60).

В модели учтены основные аспекты обеспечения качества продукции на протяжении жизненного цикла продукта:

- обеспечение качества благодаря определению потребности в продукции, с целью ее соответствия требованиям и возможностям рынка (это процессы маркетинга и изучения рынка);

- обеспечение качества конструкции за счет встраивания в конструкцию свойств, которые влияют на бесперебойность работы изделия в переменных условиях производства и применения;

- обеспечение качества благодаря поддержанию постоянного соответствия конструкции и реализации характеристик, заложенных в проекте (это планирование и разработка процессов, закупки, производство, проверки и все остальное (включая утилизацию несоответствующей продукции) вплоть до ее реализации);

- обеспечение качества благодаря техническому обслуживанию продукции в процессе ее срока службы у потребителя (включая процессы установки, техническая помощь и обслуживание, а также другие аспекты послепродажной деятельности).

Каждый блок на диаграмме понимается как отдельный тщательно определенный объект. Разделение такого объекта на его структурные части (декомпозиция) создает иерархическую совокупность диаграмм со своими четко оговоренными границами. Диаграммы не являются ни блок - схемами, ни просто диаграммами потоков данных. Это предписывающие диаграммы, представляющие входные - выходные преобразования и указывающие правила этих преобразований. Дуги на них изображают интерфейсы между функциями системы, а также между системой и окружающей средой.

На основе базовой функциональной модели системы качества, построенной в среде Design/IDEF, разрабатывается модель системы качества конкретного предприятия, включающая детализированное описание всех элементов системы качества в соответствии с требованиями ISO 9000.

 

 

 

Применение модели процессов обеспечение качества продукции позволяет:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Внедрение CALS – сложный, многогранный процесс, связанный с различными аспектами деятельности организации, поэтому для его осуществления должны существовать определенные предпосылки, а именно наличие:

- нормативной документации разного уровня (федерального, отраслевого, корпоративного, предприятия;

- рынка апробированных и сертифицированных решений и услуг в области CALS;

- системы подготовки и переподготовки кадров;

- опыта и результатов НИОКР и пилотных проектов, направленных на изучение и разработку решений в области CALS-технологий;

- информационных источников (типа Internet), направленных на информирование общественности о существующих решениях и ведущихся работах в области CALS.

Создание таких предпосылок является важнейшей задачей федеральных органов. 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:

- обработки информации;

- использования информации;

- осуществления консультаций и аналитиче­ского обзора результатов работы;

- пересмотра информации;

- добавления новой информации;

- переделки информации;

- просмотра/утверждения информации;

- распространения информации;

- работы над ошибками, анализ причин их возникновения.

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 продукции. 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).

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПЕРЕЧЕНЬ СТАНДАРТОВ CALS

Таблица П1.1

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ

 

Р50.1.029-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению."

Данный документ определяет требования к стилю, содержанию и средствам диалогового общения с пользователем в интерактивных электронных технических руководствах.

Р50.1.030-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Логическая структура базы данных".

Данный документ определяет представления технических данных, знакомит производителей промышленных изделий с рекомендациями по подготовке интерактивных электронных технических руководств и осуществлению различных функций материально - технического снабжения.

Р50.1.031-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь.Часть 1. Терминология, относящаяся к стадиям жизненного цикла продукции".

Р50.1.032-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Часть 2. Основные термины и определения методологии и функциональных объектов в стандартах серии ISO 10303."

РС устанавливают термины и определения понятий в области CALS-технологий. Термины, установленные в РС, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы по технологиям непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции.

Р50.1.027-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Автоматизированный обмен технической информацией. Основные положения и общие требования".

РС распространяются на обмен между организациями или системами конструкторскими, технологическими, программными и другими проектными данными, представленными в электронном виде. РС определяют основные правила формирования пакета технических данных для электронного обмена, форматы представления технических данных об изделии, а также устанавливают требования и соглашения к логическому распознаванию файлов независимо от среды передачи технической информации.

Р50.1.028-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Методология функционального моделирования".

РС описывают язык моделирования IDEF0, правила и методику структурированного графического представления описания процессов (бизнес-процессов) предприятия или организации.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ

 

Материал данного приложения базируется на рекомендациях по стандартизации [17]. Этот руководящий документ устанавливает термины и определения понятий в области CALS-технологий, относящиеся к стадиям жизненного цикла продукции. Термины, установленные данным документом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы по технологиям непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции.

При его разработке учтены следующие нормативные документы:

ГОСТ 1 3699-91 Запись и воспроизведение информации. Термины и определения

ГОСТ Р 51141-98 Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения

ГОСТ 1 5971-90 Системы обработки информации. Термины и определения

ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения

ИСО 8402 Управление качеством и обеспечение качества – Словарь.

Р 50-605-80-93 Рекомендации по стандартизации. СРПП. Термины и определения

 

ОБЩИЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

1.1. CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support)

Концепция и идеология информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях, основанная на использовании единого информационного пространства (интегрированной информационной среды), обеспечивающая единообразные способы информационного взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная в форме международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.

1.2. CALS-технологии

Информационные технологии описания изделий, производственной среды и процессов, протекающих в этой среде. Данные, порождаемые и преобразуемые этими информационными технологиями, представляются в виде, оговоренном CALS-стандартами, и служат для обмена или совместного использования различными участниками жизненного цикла продукции.

1.3. CALS-стандарты

Набор стандартов, описывающих правила электронного представления данных об изделиях, среде и процессах и правила обмена этими данными. Часть стандартов к настоящему времени имеет статус международных. Условно могут быть разделены на три основные группы:

- стандарты, описывающие общие принципы электронного обмена данными, определяющие организационно-технические аспекты электронного взаимодействия (MIL-STD-1840);

- стандарты, регламентирующие технологии обеспечения безопасности данных, в частности, их шифрование в процессе обмена, применение электронной цифровой подписи для подтверждения их достоверности и т.д.

- технические стандарты, определяющие форматы и модели данных, технологии представ- ления данных, способы доступа и использования данных, описывающих изделия, процессы и среду, в которой протекает жизненный цикл изделия (ISO 10303).

1.4. Логистика (Logistic)

1) Наука о методах и способах управления материальными и информационными потоками в производстве и бизнесе.

2) Планирование, контроль и управление транспортированием, складированием, переработкой и др. операциями в процессе доставки готовой продукции потребителю.

1.5. Система (System)

Множество (совокупность) материальных объектов (элементов) любой, в том числе различной, физической природы и информационных объектов, взаимодействующих между собой для достижения общей цели, обладающее системным свойством (свойствами), т.е. свойством, которого не имеет ни один из элементов и ни одно из подмножеств элементов при любом способе членения. Системное свойство не выводимо непосредственно из свойств элементов и частей.

1.6. Подсистема(Sub-System)

Часть системы, обладающая собстственным системным свойством.

1.7. Элемент (Element, Entity)

Неделимая (конкретном контексте) часть системы, обладающая известными свойствами, определяемым набором характеристик или параметров.

1.8. Атрибут (Attribute)

Именованная характеристика (параметр) элемента, системы, подсистемы, которая может приобретать конкретное значение на заданном множестве (числа, векторы, символы, выражения, логические значения и т.д.)

1.9 Жизненный цикл изделия (ЖЦИ) (Life Cycle)

Совокупность этапов, через которые проходит изделие за время своего существования: маркетинговые исследования, составление технического задания, проектирование, технологическая подготовка производства, изготовление, поставка, эксплуатация, утилизация.

 

1.10 Общее моделирование изделия (Интегрированная информационная модель изделия) (Total Product Modelling)

Полное, всестороннее описание как самого изделия (состав и структура, геометрические твердотельные модели САПР, конечноэлементные и другие модели для расчетов), так и

технологических приемов его производства, особенностей его функционирования, режимов эксплуатациии.

 

 

ПРЕДПРИЯТИЙ И ОРГАНИЗАЦИЙ

 

3.1. Предприятие (Enterprise)

Самостоятельная организация, обладающая материальными (производственными), энергетическими, кадровыми, финансовыми и другими ресурсами, осуществляющее деятельность по производству продукции или/и оказанию услуг с целью их реализации потребителям и извлечения прибыли. Обычно имеет статус юридического лица. Организационно

состоит из основных и вспомогательных подразделений.

 

3.2. Бизнес-процесс (БП) (Business-process)

Совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами. БП протекает в соответствии с управляющими директивами, вырабатываемыми на основе целей деятельности. В ходе БП потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы и выполняются ограничения со стороны других БП и внешней среды. Частными случаями БП являются организационно-деловые, технологические и др. процессы.

 

3.3. Анализ бизнес – процессов (Business-process analysis)

Исследование БП, проводимое с целью оценки их эффективности, выявления «узких мест» и резервов, определения качества организации материальных и информационных

потоков, соответствия организационной структуры характеру деятельности предприятия, оценки достаточности или избыточности ресурсов и т.д. Обычно выполняется с помощью функционального моделирования.

 

3.4. Функциональное моделирование бизнес-процессов

Методология и программный инструментарий анализа БП, позволяющий представить все множество БП предприятия в виде набора диаграмм, отображающих все функции, выполняемые в ходе БП, а также связывающие их материальные и информационные потоки и потребные ресурсы. Наиболее распространенная методология функционального моделирования – SADT и ее реализация (в США) – IDEF0.

(SADT – Structural Analysis and Design Technology, IDEF – Integrated DEFinition)

 

3.5. Реинжиниринг бизнес-процессов (Business-process reengineering, BPR)

Комплекс мероприятий, направленных на совершенствование и повышение эффективности БП. Обычно включает в себя такие меры, как уточнение, объединение и/или разбиение функций, делегирование полномочий персонала «сверху вниз», устранение параллельных

потоков и дублирования, выравнивание загруженности персонала.

 

3.6. Расчет затрат, связанных с бизнес-процессами (Activity Based Costing, ABC)

Определение с помощью специального программного средства суммарных издержек, связанных с БП. Проводится посредством последовательного суммирования издержек, связанных с отдельными функциями по всем диаграммам функциональной модели. Иначе он именуется как функционально-стоимостной анализ (ФСА).

 

3.7. Предприятие виртуальное (Virtual enterprise)

Группа предприятий, объединившихся для достижения общей цели и взаимодействующих посредством распределенной информационной среды (например, посредством Internet).

 

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К СТАДИЯМ ЖЦИ

 

4.1Маркетинг (Marketing)

Систематическая работа по изучению: рынков сбыта и требований потребителей к продукции предприятия; условий эксплуатации продукции предприятия; поставщков материальных ресурсов, их возможностей в отношении качества и дисциплины поставок.

 

 

4.2. Затраты на ЖЦИ (Life Cycle Cost, LCC)

Суммарные затраты на приобретение, модернизацию, эксплуатацию и обслуживание изделия в течение всего ЖЦИ. Точное математическое определение СЖЦИ изменяется в зависимости от используемой модели ЖЦИ. Эта модель должна быть согласовано всеми сторонами, участвующими в проекте.

 

4.3. Полномасштабное проектирование (Full Scale Development)

Реализация согласованной детальной программы проектирования, включающей создание моделей или опытных образцов, проведение необходимых испытаний, целью которых является постановка изделия на производство и ввод его в эксплуатацию с выпуском всей необходимой документации и обеспечением информационной поддержки ЖЦИ.

 

4.4. Концептуальное (эскизное) проектирование (Engineering)

Стадия конструкторской подготовки производства (ПП), выполняемая при помощи

САЕ/CAD-системы, в ходе которой разрабатывается облик изделия (форме геометрической 3D модели) и создаются ИО, содержащие компоновочные, структурные, принципиальные схемы изделия, выполняются предварительные проектировочные расчеты и моделирование.

 

4.5. Разработка (техническое проектирование) (Development)

Стадия конструкторской ПП, выполняемая при помощи CAD-системы, в ходе которой разрабатывается подробная 3D-модель изделия, а также 3D-модели узлов, агрегатов и основных (базовых) деталей, на базе которых формируются 2D-проекции (чертежи), выполняются уточненные проектировочные расчеты и моделирование. Результаты работ оформляются в виде ИО помещаемых в ИИС.

 

4.6. Конструирование (изготовление рабочей конструкторской документации) (Design)

Стадия конструкторской ПП, выполняемая при помощи CAD-системы, в ходе которой создаются 3D-модели всех оригинальных деталей и их 2D-проекции (чертежи), оформляются спецификации и ведомости материалов, комплектующих и нормализованных изде -

лий, выполняются проверочные расчеты и моделирование. Результаты работ оформляются в виде ИО, помещаемых в ИИС.

 

4.7.Обеспечение качества при проектировании

Комплекс специальных мер, принимаемых на всех стадиях проектирования с целью получения проекта, в максимально возможной степени соответствующего требованиям технического задания, ожиданиям потребителя и нормам российских и международных стандартов. Как правило, этот комплекс мер включает:

- сопоставление результатов расчетов и моделирования характеристик изделия на всех стадиях проектирования с характеристиками, предусмотренными техническим заданием, и минимизацию их различий;

- выполнение контрольной сборки для обеспечения уверенности в правильности геометрических размеров, сопряжений и взаимного расположения деталей и узлов;

- проведение процедуры нормоконтроля с целью выявления отклонений в оформлении ДТЭ от требований стандартов и правильности использования стандартных и нормализованных компонентов конструкции.

 

4.8. Пакет технических данных (Technical data package)

Техническое описание, обеспечивающее инженерную, производственную и логистическую поддержку ЖЦИ, определяющее конфигурацию изделия и процедуры проверки работоспособности изделия. Пакет технических данных включает: чертежи, списки запчастей, спецификации материалов и процессов, стандарты, технические требования к изделию, сертификаты качества, описания упаковки и т.п.

 

4.9. Планирование производства (Production Process Planning,PPP)

Совокупность программных средств и данных, обеспечивающая выполнение следующих функций:

- объемное планирование и формирование графиков производства (Master Production Scheduling, MPS);

- планирование по группам продукции для основных подразделений;

- расчет производственных мощностей основных подразделений и определение мер, обеспечивающих соответствие мощностей объемам выпуска;

- расчет и планирование потребностей в материалах и комплектующих с учетом графиков производства (Materials Requirement Planning, MRP);

- расчет сменно-суточных плановых заданий для подразделений и технологического оборудования (оперативное производстственное планирование) (Finite Scheduling, FS)

 

4.10. Всеобщее управление качеством (Total Quality Management, TQM)

Совокупность программных средств и данных, обеспечивающая выполнение функций, предписываемых международным стандартом ISO 9000, в том числе:

- сбор, хранение и статистическая обработка данных о входном контроле материалов и комплектующих;

- сбор, хранение и статистическая обработка данных о результатах операционного контроля деталей и сборочных единиц (узлов, подузлов) в процессе производства;

- сбор, хранение и статистическая обработка данных о результатах выходного контроля (приемосдаточных испытаний) готовых изделий;

- формирование комплекта документов о качестве для конкретного экземпляра изделия (формуляра качества);

- планирование, документирование и учет мероприятий по обеспечению качества в соответствии с ISO 9000 и т.д.

 

4.11.Производство (Production)

Совокупность БП, имеющая целью преобразование материальных обътов(материалов, заготовок, полуфабрикатов, комплектующих изделий) в новый материальный объект - готовое (конечное) изделие надлежащего качества, т.е. удовлетворяющее требованиям потребителей, зафиксированным в техническом задании и иных конструкторских документах. Все БП, протекающие в ходе производства, отображаются в ИИС посредством создания и/или преобразования соответствующих ИО.

 

4.12. Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП) (Integrated Logistic Support, ILS)

Методика управления, нацеленная на оптимизацию затрат в течение ЖЦИ. Она включает элементы влияния на процесс проектирования изделия с целью определения условий протекания постпроизводственных стадий ЖЦИ, выполнение которых обеспечит максимальную поддержку изделия в период эксплуатации.

 

4.13. Интерактивное электронное техническое руководство (ИЭТР) (Interactive ElectronicTechnical Manual, IETM)

Комплекс взаимосвязанных ИО, содержащих сведения, необходимые обслуживающему персоналу при эксплуатации и ремонте изделия. Предназначено для отображения необходимых данных (справочной и описательной информации) в интерактивном режиме на электронном дисплее.

 

4.14. Электронная система отображения (ЭСО)

Комплекс программно – технических средств для воспроизведения данных, содержащихся в ИЭТР, в виде, доступном для восприятия человеком.

 

4.14. Язык разметки данных (Standard GeneralizedMarkupLanguage, SGML)

Специальный язык, позволяющий представить данные в виде совокупности ИО. Регламентирован стандартом ISO 8879.

 

 

ПРИМЕНЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ СТАНДАРТИЗАЦИИ