Table Of ContentМОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)
П.Ф. ЮРЧИК, В.Б. ГОЛУБКОВА
ПРИМЕНЕНИЕ
WEB И CALS ТЕХНОЛОГИЙ
НА ПРЕДПРИЯТИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)»
П.Ф. ЮРЧИК, В.Б. ГОЛУБКОВА
ПРИМЕНЕНИЕ
WEB И CALS ТЕХНОЛОГИЙ
НА ПРЕДПРИЯТИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Утверждено
в качестве учебного пособия
редсоветом МАДИ
МОСКВА
МАДИ
2018
УДК 681.332.3
ББК 32.973:85.15
Ю833
Рецензенты:
д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматизированные
системы управления» МАДИ Максимычев О.И.;
д-р техн. наук, профессор кафедры «Системы обработки информации
и управления» МГТУ им. Н.Э. Баумана Балдин А.В.
Юрчик, П.Ф.
Ю833 Применение Web и CALS технологий на предприятии: учеб. пособие /
П.Ф. Юрчик, В.Б. Голубкова. – М.: МАДИ, 2018. – 112 с.
В учебном пособии рассматриваются основные понятия, методы и средства
информационной поддержки жизненного цикла объектов, производимых на пред-
приятиях транспортного комплекса. Особое внимание уделяется принципам соз-
дания и обеспечения функционирования единого информационного пространства
для всех участников жизненного цикла транспортных объектов, что и является ос-
новной стратегией технологии информационной поддержки жизненного цикла нау-
коемких объектов (CALS).
Учебное пособие рекомендовано для студентов по направлению подготовки
09.04.01 – «Информатика и вычислительная техника» (Базы данных).
УДК 681.332.3
ББК 32.973:85.15
______________________________________________________________________
Учебное издание
ЮРЧИК Петр Францевич
ГОЛУБКОВА Валентина Борисовна
ПРИМЕНЕНИЕ
WEB И CALS ТЕХНОЛОГИЙ
НА ПРЕДПРИЯТИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Редактор С.В. Голованова
Редакционно-издательский отдел МАДИ. E-mail: rio@madi.ru
Подписано в печать 12.03.2018 г. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 7,0. Тираж 300 экз. Заказ . Цена 230 руб.
МАДИ, Москва, 125319, Ленинградский пр-т, 64.
© МАДИ, 2018
3
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время перед предприятиями, производящими нау-
коемкую продукцию для объектов транспортного комплекса (ОТК) сто-
ят задачи упорядочения рыночного положения и повышения конку-
рентоспособности. Информационные технологии являются одним из
важных инструментов решения таких задач, процессов проектирова-
ния и производства. За счет автоматизации и информационной инте-
грации обеспечивается сокращение сроков разработки и вывода про-
дукции в эксплуатацию.
Цель данного учебного пособия познакомить студентов с про-
блемами повышения конкурентоспособности предприятий за счет
внедрения современных информационных технологий интеграции и
управления данными о сложной наукоемкой продукции на всех этапах
ее жизненного цикла (ЖЦ).
В данном учебном пособии дается понимание сути технологии
информационной поддержки жизненного цикла изделий (CALS – Con-
tinuous Acquisition and Life cycle Support), которая используется на эта-
пах проектирования, производства и использования изделий, в дан-
ном случае, объектов транспортного комплекса (ОТК), рассматрива-
ются методы представления технической информации, описан основ-
ной стандарт представления интегрированной модели изделия ISO
10303 STEP.
Отдельные разделы пособия посвящены системам информаци-
онной поддержки ЖЦ изделий (CALS), реализующим технологии ав-
томатизации технического документооборота для обмена данными об
изделии, процесса технической подготовки производства, логистиче-
ской поддержки, процесса эксплуатации и управления качеством ОТК.
Предлагается методика внедрения технологий информационной
поддержки (CALS) на предприятиях транспортного комплекса.
4
1. КОНЦЕПЦИЯ, СТРАТЕГИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА (CALS)
ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА
Понятие информационной поддержки жизненного цикла науко-
емких объектов аналогично международному понятию CALS Continu-
ous Acquisition and Life cycle Support (непрерывное развитие и под-
держка жизненного цикла) продуктов. Под продуктом понимается
промышленное изделие или, в данном случае, объект транспортного
комплекса.
Согласно международным стандартам качества продукции се-
рии ISO 9000, изделием (в этих стандартах оно именуется «продук-
том») является результат некоторой деятельности или выпол-
ненных процессов. Там же выделяется четыре категории продуктов:
– технические средства – осязаемый отдельный продукт опре-
деленной формы;
– программное обеспечение – интеллектуальное творение, со-
стоящее из информации, выражаемой с помощью обеспечивающих
средств;
– обработанные материалы – осязаемый продукт, являющийся
результатом преобразования сырья в желаемое состояние;
– услуги – итоги непосредственного взаимодействия поставщика
и потребителя и внутренней деятельности поставщика по удовлетво-
рению потребностей потребителя.
В этих же стандартах вводится понятие жизненного цикла про-
дукта, т.е. совокупности процессов, выполняемых от момента
выявления потребностей общества в определенном продукте до
момента удовлетворения этих потребностей и утилизации про-
дукта. Можно выделить 11 этапов ЖЦ продукта, причем, некоторые из
этих этапов могут выполняться по несколько раз и/или пересекаться с
другими этапами ЖЦ (рис. 1):
– маркетинг и изучение рынка;
– проектирование и разработка продукта;
– планирование и разработка процессов (технологий производ-
ства, эксплуатации и т.п.);
– закупки;
– производство или предоставление услуг;
5
– упаковка и хранение;
– реализация;
– установка и ввод в эксплуатацию;
– техническая помощь и обслуживание;
– послепродажная деятельность или эксплуатация;
– утилизация и переработка в конце полезного срока службы.
Рис. 1. Этапы жизненного цикла продукта
В настоящее время на мировом рынке наукоемких промышлен-
ных изделий (самолетов, кораблей, автомобилей, военной техники, а
также объектов транспортного комплекса различного назначения) на-
блюдаются три основные тенденции:
1. Повышение сложности и ресурсоемкости изделий. Про-
мышленные изделия становятся все более сложными по своей струк-
туре и используемым в них технологиям. Например, количество дета-
лей в современном грузовом самолете составляет несколько миллио-
нов штук. С другой стороны, усложнение изделий приводит к повыше-
нию потребностей в ресурсах, необходимых для их разработки, про-
изводства и эксплуатации.
2. Повышение конкуренции на рынке. Одновременно с увели-
чением сложности изделий, увеличивается конкуренция между их про-
изводителями за возможность продать их потребителю. Залогом успеха
для производителя становится максимально полное удовлетворение
потребностей потребителя, а также максимально возможное сокраще-
ние затрат при разработке, производстве и эксплуатации изделия.
3. Углубление кооперации между участниками ЖЦ изделия.
Для разработки и продвижения на рынок промышленных изделий все
шире применяются так называемые «виртуальные предприятия»
(ВП). ВП представляет собой организационную структуру, имеющую
следующие свойства:
6
– ВП создается набором юридически независимых организаций
для достижения определенной цели (выполнения проекта), например,
для создания и продвижения на рынок некоторого изделия (т.е. время
жизни ВП равно времени жизни проекта);
– участники ВП предоставляют в распоряжение ВП определен-
ную часть своих ресурсов, а планирование и использование этих ре-
сурсов осуществляется совместно всеми участниками ВП исходя из
интересов всего проекта;
– потребители изделия (особенно, стратегический заказчик) яв-
ляются полноправными участниками ВП;
– ВП обладает гибкой организационной структурой, позволяю-
щей в любой момент времени включить в свой состав новых участни-
ков и интегрировать их в процесс выполнения проекта.
Основная задача
Тем не менее, несмотря на все изменения на мировом рынке
наукоемких промышленных изделий, основная задача, стоящая перед
любым предприятием, осталась прежней – повышение конкуренто-
способности своих изделий. Конкурентоспособность условно можно
представить в виде дроби, в числителе которой находится степень
удовлетворения потребностей заказчика изделия, а в знаменателе –
издержки предприятия при удовлетворении потребностей заказчика.
Таким образом, повышать конкурентоспособность изделия необходи-
мо двумя путями.
Во-первых, необходимо повысить степень удовлетворения по-
требностей заказчика наукоемкого промышленного изделия. Под этим
подразумевается не только создание изделия с требуемыми функ-
циональными характеристиками, но и соответствующие потребностям
услуги по поставке, эксплуатации, обслуживанию, ремонту и модерни-
зации изделия. Одним из основных способов решения данной подза-
дачи является участие заказчика в процессе создания изделия, вклю-
чающее не только совместное определение требований к изделию, но
и тесный контакт с заказчиком при проектировании, производстве и
испытаниях изделия. Только так можно наиболее полно удовлетво-
рить потребности заказчика. Например, в США во всех проектах по-
следних лет по разработке военных самолетов, полноправным участ-
7
ником являются ВВС США, выступающие в качестве основного заказ-
чика разрабатываемых изделий.
Во-вторых, необходимо снизить издержки, возникающие в ре-
зультате удовлетворения предприятием потребностей заказчика. Ос-
новными путями снижения этих издержек являются: сокращение вре-
мени выхода изделия на рынок (т.е. сокращение временных издержек)
и сокращение затрат на создание и эксплуатацию изделия (т.е. со-
кращение материальных издержек).
Основным способом повышения конкурентоспособности про-
мышленного изделия является повышение эффективности процессов
его ЖЦ. Эффективность процессов ЖЦ изделия в первую очередь за-
висит от эффективности управления ресурсами, используемыми в те-
чение ЖЦ. Все ресурсы можно условно разделить на четыре основ-
ные группы:
– материальные;
– финансовые;
– кадровые;
– информационные.
В настоящее время разработано уже много всевозможных мето-
дик повышения эффективности управления тем или иным видом ре-
сурсов. Наиболее известными среди них являются: «Тотальное
управление качеством» (Total Quality Management), «Управление по-
требностью в материалах» (MPR – Material Requirements Planning),
«Управление производственными ресурсами» (MPR-II – Manufacturing
Resource Planning), «Управление ресурсами предприятия» (ERP – En-
terprise Resource Planning).
Среди прочих методик повышения эффективности процессов
ЖЦ изделия находится CALS, направленная в первую очередь на по-
вышение эффективности управления информационными ресурсами
предприятия. Было бы неправильно считать CALS панацеей при ре-
шении всех проблем предприятия. В то же время CALS является од-
ним из важнейших компонентов при решении проблемы повышения
конкурентоспособности промышленного изделия, который необходи-
мо использовать вместе с другими способами повышения эффектив-
ности процессов ЖЦ.
Почему же информация является столь важным ресурсом пред-
приятия? Дело в том, что современное промышленное изделие со-
8
стоит из двух равнозначных компонентов: физического воплощения
изделия («физический продукт») и информационного воплощения из-
делия («интеллектуальный продукт»), т.е. данных об изделии. При
этом физический продукт начинает появляться только на этапе произ-
водства изделия и заканчивает существование на этапе утилизации
изделия. В то же время, интеллектуальный продукт начинает свое
существование вместе с началом ЖЦ изделия (с этапа маркетинга и
изучения рынка) и может продолжать существовать (правда, в «замо-
роженном» виде) даже после окончания ЖЦ изделия. На начальных
этапах ЖЦ изделия (маркетинг, проектирование, разработка процес-
сов) интеллектуальный продукт тождественен самому изделию, т.к.
физического продукта еще не существует в природе.
Целью концепции CALS является повышение эффективности
управления информацией об изделии за счет преобразования ЖЦ из-
делия в высокоавтоматизированный процесс. Такой подход стал ре-
альностью благодаря бурному развитию новых технологий обработки,
хранения, доступа и передачи информации вне зависимости от спо-
соба ее представления, количества и местонахождения. Новые ин-
формационные технологии, включающие технологии хранилищ дан-
ных, технологии обмена информацией в глобальных сетях, объектно-
ориентированный подход, методы искусственного интеллекта, явля-
ются основным средством реализации концепции CALS.
Основными выгодами, получаемыми от применения CALS, яв-
ляются:
– сокращение времени выхода изделия на рынок (сокращение
временных издержек);
– сокращение стоимости ЖЦ (сокращение материальных из-
держек);
– повышение качества изделия.
История понятия информационной поддержки жизненного
цикла (CALS)
Впервые термин CALS появился в 1985 году. Тогда такое назва-
ние получила инициатива министерства обороны США, направленная
на повсеместное использование электронных данных в процессах за-
купки и сопровождения изделий и комплектующих к ним для воору-
женных сил США. Аббревиатура CALS расшифровывалась как Com-
9
puter-Aided Logistics Support, т.е. компьютерное обеспечение логисти-
ческой поддержки.
Инициатива CALS первоначально охватывала только этапы за-
купок и поставки вооружений и военной техники для министерства
обороны США. В дальнейшем произошло расширение CALS:
– относительно этапов ЖЦ изделия: теперь CALS охватывает
все этапы ЖЦ изделия от маркетинга до утилизации;
– относительно типов изделий: теперь CALS применяют не толь-
ко в военной, но и в гражданской сфере для создания и эксплуатации
гражданской продукции;
– относительно географии использования: теперь CALS приме-
няют не только в США, но и во всех других развитых странах мира,
делая эту инициативу мировым стандартом де-факто.
В связи с таким радикальным изменением смысла инициативы,
в 1993 году произошло изменение расшифровки аббревиатуры CALS:
Continuous Acquisition and Life cycle Support (непрерывное разви-
тие и поддержка жизненного цикла). Это – актуальное и на данный
момент определение CALS. Стоит сказать еще про одну расшифровку
аббревиатуры CALS, появившуюся в 1995 году и популярную среди
представителей электронной коммерции: Commerce At Light Speed
(бизнес со скоростью света).
Бизнес-идеи CALS
В настоящее время CALS переводится как «непрерывное разви-
тие и поддержка ЖЦ». Несмотря на кажущуюся (особенно, в русском
варианте) бессмысленность этого названия, в нем заложены глубокие
бизнес-идеи, связанные, в том числе, и с организационными вопроса-
ми повышения конкурентоспособности изделия. Согласно концепции
CALS, преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный
процесс должно происходить за счет реструктуризации составляющих
ЖЦ подпроцессов. Бизнес-идеи CALS касаются методики такого пре-
образования.
Первая часть термина «CALS» звучит как «Continuous Acquisi-
tion», что в дословном переводе означает «непрерывное приобре-
тение». Дело в том, что ЖЦ современного промышленного изделия (в
частности, вооружений и военной техники) продолжается длительное
