CALS-technológiák Fogalom és meghatározás, alkalmazás célja

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az ipari termelési rendszerek fejlődésének történetében olyan események történtek, amelyek megteremtették a forradalmi technológiai ugrás előfeltételeit. És létezésükkel nemcsak az innovatív folyamatokat folytató vállalkozások, hanem az egész világ megjelenésében is megváltoztak. Az első gőzgép megalkotása volt a kezdeti lendület a technológiai gépek és mechanizmusok megjelenéséhez, amelyek száz évvel később a termékek gyártására szolgáló modern berendezésekké váltak. Az elektromágneses indukció felfedezése egy új elemi bázis alapja lett, az első újratölthető akkumulátorok megépítésétől a modern számítógépekig, telefonokig és különféle eszközök elektromos részéig. Henry Ford bemutatta az első gépkocsi-összeszerelő sorokat a nagyvállalatok számára az elkövetkező évtizedekben. A Toyota "lean Manufacturing" módszerei és koncepciói lehetővé tették rugalmas, testreszabott rendszerek létrehozását minimális erőforrás-felhasználással és maximális termékminőséggel. Valójában ipari forradalmakról beszélünk a termelés és a szolgáltatásnyújtás területén.

Intenzív információfejlesztésA kommunikációs és kommunikációs technológiák, komplex rendszerek tervezése és új információkezelési technológiák fejlesztése megteremtette a feltételeket a következő innovációk megjelenéséhez - ezek a CALS technológiák.

Az alkalmazás relevanciája

Ma gyakorlatilag nincs olyan emberi tevékenység, amely az információfejlesztés eredményeit ne használná fel. Gyógyászat, könnyű- és nehézipar, játékipar, tudományos és innovatív tevékenységek – a különféle szoftvertermékek megkönnyítik a folyamatokat, és gyakran ezek kritikus elemei.

Az ipari vállalkozások tevékenységi körei informatizálásának további elmélyítése ma a gazdaság sikeres fejlődésének fontos feltétele. Az intelligens mérnöki folyamatok, a vállalkozás termelési tevékenységének irányítására szolgáló automatizált folyamatok, valamint a műszaki újrafelszerelés és az innovatív számítógépes technológiai folyamatok létrehozása nagymértékben lehetővé teszik az optimális erőforrás-igényes termelés kialakítását az ipari potenciál teljes feltárásával.

Az elmúlt évtizedekben kialakult progresszív termelésirányítási módszereket és megközelítéseket általában logisztikai technológiáknak nevezik. Ez annak köszönhető, hogy a logisztika a termelési és szervezési tevékenységekben különféle áramlásokat tár fel és alakít ki, amelyek magukban foglalják az anyagi, pénzügyi és információs struktúrákat. Ezért helyesebb a CALS-technológiákról beszélni a logisztikában.

Ennek a megközelítésnek a fő különbsége egy olyan irányítási rendszer létrehozása, amely nem bizonyos típusú munkát, funkciókat és feladatokat automatizál, hanem lehetővé teszi a vállalat összes folyamatának formalizálását - tervezés, gyártás, szállítás, értékesítés -értékesítési szolgáltatás.

A teremtés története

Általánosságban elmondható, hogy a CALS-technológia egyetlen információs tér létrehozásának folyamata egyetlen termék életciklus-támogató rendszerében. A termelési rendszerek fejlődésével szükségessé vált olyan mechanizmusok és eljárások kidolgozása, amelyek lehetővé teszik a termelési kapcsolatok különböző alanyai közötti gyors adatcserét a termékek felhasználásának különböző szakaszaiban.

Eredetileg ezt a koncepciót az amerikai hadseregben alkalmazták a papírmunka csökkentése, a vevők és a fegyverek és lőszerek szállítói közötti visszajelzések hatékonyságának növelése, a rendszer kezelhetőségének javítása és az információs terület általános költségeinek csökkentése érdekében. Maga a CALS rövidítés a „Computer Supply Support” rövidítést jelentette.

Megfelelő hatékonysággal (kísérleti adatok szerint jelentősen nőtt a munkatermelékenység és csökkentek az üzemi veszteségek), idővel a CALS-technológiák és a CALS-rendszerek jelentősen bővítették tevékenységi területüket. A gépipar különböző ágai, az építőipar és a közlekedési ágazatok, a high-tech iparágak projektfejlesztési területe. Sőt, ha kezdetben az alkalmazás a gyártásra és az üzemeltetésre korlátozódott, mára a koncepció érvényes volta termék életciklusának minden szakaszában – a piacelemzéstől a fizikai vagy elavultság miatti ártalmatlanítási folyamatig.

Ma a CALS-technológiák használata a papírmentes elektronikus folyamatkezelés nemzetközi stratégiájává vált a termék életciklusának különböző szintjein. Több tucat szervezet koordinálja e rendszerek fejlesztésének szempontjait különböző államok és szövetségek szintjén (például az Észak-atlanti Szövetség).

Rövid összefoglaló

A CALS-technológiák fő elvei a termék létezésének szakaszainak ellenőrzésén és megszervezésén alapulnak. Ezek a következők:

• rendszerkezelés biztosítása (speciális információs terek használata);
• költségminimalizálás minden szakaszban;
• szabványos mechanizmusok használata a felügyelt objektumok leírására (információs áramlások integrációja);
• programelemek megkülönböztetése közös szabványok (adat- és hozzáférési interfészek) és platformok kereskedelmi alapon történő használata alapján;
• információk papírmentes megjelenítése az elektronikus aláírás használatának elsőbbségével;
• összes folyamat kapcsolódó tervezése;
• folyamatos igazítás és fejlesztés az optimális irányítási modell létrehozása érdekében.

Az információs sík létrehozása egy probléma két szintű megoldását jelenti:

• a termelés egyes elemeinek automatizálása és a kapcsolódó információkezelési folyamatok kialakításaadatok;
• különböző információs blokkok összeállítása (amely a homogén információs környezet kialakítása mellett garantálja a vállalkozás átfogó stratégiájának összeállítását is).

A CALS technológiák időben történő és folyamatos fejlesztése elengedhetetlen feltétele a gyártási rendszer műszaki fejlesztésének.

Az integrált környezet előnyei a következők:

• az adatok időbeli védelme (az integritás biztosítása);
• információkhoz való hozzáférés biztosítása a projekt minden résztvevője számára, tekintet nélkül a térben elfogl alt helyükre;
• adatvesztés minimalizálása;
• a rendszer rugalmassága, hogy reagáljon a végrehajtott módosításokra (a változtatások szinte azonnal elérhetők az egész rendszerben);
• növekszik a feldolgozási sebesség;
• Erőteljes és változatos tervezési és támogatási platformok.

A CALS technológia előnyei a gépészetben

A CALS ipari vállalkozásokban történő alkalmazásának kilátásai egy olyan speciális szervezeti és információs környezet kialakításában rejlenek, amely lehetővé teszi:

• jelentősen növeli a különböző iparágak közötti együttműködés mértékét az egységes információfeldolgozási szabványok miatt;
• csökkenti a vállalkozások területi elhelyezkedésének befolyását, és ezáltal korlátozza a távolságok hatását az interakció hatékonyságára;
• virtuális gyártási elemek létrehozása, amelyek lehetővé teszik a termékek tervezésének, gyártásának és üzemeltetésének irányítását az egyes gyakorlati feladatok szintjén;
• munkaeredmények védelme alapjána munkaeredmények folyamatossága a termék életciklusának minden szakaszában;
• optimalizálja a költségeket a papírmunka csökkentésével;
• használja az irányítási és ellenőrzési folyamatok „átláthatóságát” az integrált modellek fejlesztésének köszönhetően;
• hatékony információs támogatás létrehozása a gyártási ciklus minden szakaszához;
• közös termékinformációs szabványosítási rendszer létrehozása;
• biztosítsa a termék minőségének megfelelő szintjét.

A CALS-technológiák alapjainak alkalmazása rendkívül fontos ahhoz, hogy a vállalat fejlettségi szintjét a modern trendekkel a nemzetközi ipari színtéren tartsa.

Az információs infrastruktúra létrehozásának általános megközelítései

A termékek tervezésének és a sorozatgyártáshoz való későbbi hozzáigazításának fő mechanizmusa a gyártás technikai előkészítése. Általános szabály, hogy három fő szakaszban valósul meg - tervezési kidolgozás és grafikai dokumentáció, technológiafejlesztés és gyártási rendszer előkészítés, valamint a gazdasági hatékonyság szempontjából optimális tervezési és technológiai lehetőségek kiválasztása. Ez az eljárás attól a pillanattól kezdve, hogy a 60-as évek közepétől a Szovjetunió védelmi vállalataiban alkalmazták, ismerőssé vált a polgári szektor rendszereiben. Használatának köszönhetően jelentősen lecsökkent az új szerkezetek tervezési és üzembe helyezési előkészítésének ideje, a termékmegbízhatóság szintje pedig több mint kétszeresére nőtt. Ugyanakkor jelentősminőségbiztosítási eredmények.

A modern számítástechnika olyan eszközökkel és megközelítésekkel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik az összes termelési adat konszolidálását és elektronikus modell formájában történő bemutatását. Ez megkönnyíti a mérnöki elemzést, a különféle tervezési (technológiai) specifikációk elkészítését, a műszaki kézikönyvek és a kész műszaki megoldások katalógusainak kidolgozását. A CALS, az FDI informatizálási technológiák általános trendek a gyártástervező rendszerek fejlesztésében.

Kutatási területek

A CALS-technológiákra példák a digitális gyártástervezési módszerek, amelyek támogatják a termék életciklus-menedzsmentjét (Product LifecycleManagement) – az úgynevezett PLM-rendszereket.

Ezek a következő rendszerosztályokat tartalmazzák:

• CAD - (Computer Aided Design) - termékek és elemek tervezési problémáinak megoldása; tárgyak modellezése síkon (2D modell) és térben (3D modell); rajzok beszerzésének eszközei; szerkezeti elemek adatarchívuma és dokumentumsablonok készítése.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - tárgyak tulajdonságainak tanulmányozása (gyártás és üzemeltetés során); ellenőrző rendszerek létrehozása az objektum elemzéséhez a kidolgozott modell szerint; objektumparaméterek optimalizálása meghatározott feltételek és korlátozások szerint.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - CNC gépvezérlők programozása; szerszámpálya-lehetőségek tanulmányozása a megmunkált felület algoritmusai szerint; geometriai konfliktusok elemzése; felszereléshez való illesztés.
• PDM -(Termékadatkezelés) - adattárolás és dokumentáció ellenőrzés; minták archívumának létrehozása; az információkhoz való hozzáférés és azok védelmének biztosítása.

Vállalati erőforrás-kezelés

A számítási módszerek másik fontos funkciója a különféle erőforrások és vállalati folyamatok – logisztika, pénzügyi, raktározás, személyzet, tervezés és marketing – valós idejű kezelése. A fenti feladatokat megvalósító rendszereket ERP-rendszereknek (Enterprise Resource Planning – Enterprise Resource Management) nevezzük.

Az ilyen rendszerek a CALS-technológiák kezelésének új módszerét képviselik, amely egy speciális információs infrastruktúra alapján valósítja meg a szükséges funkcionalitást.

A szoftvertermékek ezen osztályának jellemző funkciói a következők:

• különböző specifikációk létrehozása és ellenőrzése (lehetővé teszi a végtermék meghatározását, a gyártáshoz szükséges összes erőforrás figyelembevételét);
• értékesítés menedzsment (termékértékesítési előrejelzés értékesítési tervek alapján);
• anyagszükséglet elemzése (tételek méretének és szállítási idők, nyersanyag- és komponenscsoportok meghatározása);
• beszerzési tevékenységek szervezése (szállítási szerződések megkötése, a vállalkozás raktári tevékenységének optimalizálása);
• termelési kapacitások kihasználásának tervezése (mind a teljes vállalkozás, mind az egyes műhelyek vagy munkahelyek szintjén);
• pénzügyi források ellenőrzése (számvitelés pénzügyi ellenőrzés).

Ne feledje, hogy a bemutatott CALS-technológiák jelentik a termékek létrehozásának és működésének életciklusának információs támogatásának elvi alapját. Ez a maximális hatékonyságot mutatja, ha mindkét rendszer (PLM és ERP) egyesül.

Rendszerhasználat

A CALS-technológiák elsősorban az üzleti folyamatok információs támogatásának módszerei, amelyek a termelési tevékenység különböző területein találtak alkalmazást. Terjesztésének és felhasználásának eredményessége a megfelelő információs környezet szisztematikus kialakításán alapul. E cél eléréséhez szükséges feltétel a speciális kompozíciós megközelítések alkalmazása az új támogatási rendszerek kialakításában.

Példa egy ilyen vállalatra az orosz piacon a CALS-technológiák Kutatóközpontja, az "Alkalmazott Logisztika". A cég fő feladatai a progresszív platformok és használatukra vonatkozó szabványok síkjában rejlenek. A fő tevékenységek a következők: a különböző tervezési adatok működési felügyeletének megvalósítása és a termékveszteségek minimalizálása.

CALS-technológiák kutatóközpontja – számos jól ismert szerzői platform fejlesztője. Tekintsük át őket röviden.

PDM-alkalmazási osztály

Speciális nemzetközi ISO-szabványok által formalizált modelleken alapuló adatforrást jelent.

A leggyakoribb funkciók a következők:

• a szerkezetek főbb tulajdonságaira vonatkozó információk szabályozása;
• kutatóeszköz ehhezkésőbbi rendszerváltozások;
• logisztikai elvek betartásának elemzése;
• adatok gyűjtése a termékek minőségi összetevőjének paramétereiről;
• vezérlő tömbműveletek;
• elemhalmazok interakciójának biztosítása (CAD-CAM stb.).

Mint láthatja, a CALS-technológiák használata a termék teljes ellenőrzését biztosítja a tervezés elembázisának szintjén.

További funkciók:

• osztályozói listák (referencia adatbankok) kezelése és ellenőrzése;
• gyártási információkezelés;
• termékparaméterek valós időben történő kezelése;
• termékek változó szerkezetének fadiagramjainak kidolgozása;
• szerkezetek mintáival való munkavégzés az előző opciók szerint;
• elemek jellemzőinek elemzése különböző mutatókkal;
• termékelrendezés dokumentációval: modellek, rajzok, szöveges információk, adattáblázatok;
• archívumokkal való munka;
• specifikációk és nyilatkozatok kialakítása;
• technológiai folyamatok, berendezések, szerszámok adatkezelése;
• gyártástechnológia részletezése (útvonalak, műveletek, átmenetek);
• a technológiai szakaszok és a tervezés elembázisának kölcsönhatásának elemzése;
• a rendszer különféle erőforrásai felhasználási arányának meghatározása;
• a technológia elemeinek megjelenítése eszközbeszerzéshez;
• vezérlés módosítása feldolgozási módszerekkel;
• műveleti menedzsment;
• adatokhoz való hozzáférés biztosítása;
• adategyeztetés e-mailbenaláírások;
• minőség-ellenőrzés;
• az intelligens kereső működésének biztosítása;
• megjelenítési típusok változatossága stb.

Amint láthatja, a funkciók száma és tartalma elegendő ahhoz, hogy átfogó információt kapjunk a kérdéses folyamat teljes elemzéséhez.

Technical Guide Builder

Dokumentációval dolgozni az összetett rendszerek működésére vonatkozóan. Nemzetközi követelményekre épül, amelyek szabályozzák a termékek logisztikai támogatásának kérdéseit. A szabvány alapötlete az információs egységekkel való munka. A fő koncepció a dokumentáció modularitása. Az információ töredezett speciális kódok segítségével. Hatály – bármilyen típusú szállítás, katonai felszerelés, felszerelés.

A változó körülményekhez való rugalmas alkalmazkodás biztosított. A komplexum alkalmas anyavállalatok és kapcsolódó vállalkozások (anyag-, alkatrészgyártók) számára egyaránt.

LSA Suite

Olyan eljárások összessége, amelyek időben megvalósítják a termelési rendszerek logisztikai támogatását. Lehetővé teszi számos feladat megoldását, mint például a meghibásodások kritikusságának megbízhatóságának meghatározása, a karbantartás funkcionális modelljének elkészítése, a szükséges pótalkatrészek számának meghatározása.

ATLAS

Kifejezetten a légiközlekedési műszaki rendszerek működésével kapcsolatos adatok feldolgozására kialakított speciális platform, az előírt biztonságot az állapot folyamatos ellenőrzése biztosítja. Az elvégzett elemzés és az azt követő frissítések jelentősen lehetővé teszikköltségmegtakarítás.

Használati példák

A CALS-technológiákat Oroszországban számos hazai vállalat használja, mind a polgári, mind a katonai szektorban. Számos termékhez elektronikus dokumentációt használnak. Például a légi közlekedésben repülőgépek, helikopterek, repülőgép-hajtóművek és alkatrészek esetében. Emellett navigációs rendszerek, telefon- és rádiókommunikációs, valamint vezérlőrendszerek fejlesztése is folyamatban van. Az autóipari berendezések tervezésében és fejlesztésében használják őket. A rendszer elemeit a Voronyezsi Mechanikai Üzemben, a „Rosatom” állami vállalatnál, az „Aerosila atomerőműben”, az „Oroszországi Vasutak” OJSC-ben és másokban használják. Amint láthatja, a CALS-technológia példái meglehetősen változatosak.

Következtetés

A CALS-technológiák menedzselése aktuális és modern feladat a szervezetek előtt. A teljes informatizálódás korszakában a lokális és globális információs terek jelenléte kulcsfontosságú fejlesztési stratégia. A különféle szoftverrendszereken alapuló CALS szabványok képezik az automatizált gyártórendszerekkel előállított modern csúcstechnológiai termékek létrehozásának alapját.

Eljött az ideje a termelésszervezés alapvetően új elemeinek, amelyek a teljes körű irányítási folyamatokon és az automatizált munkahelyek tervezési és technológiai környezetben történő bevezetésén alapulnak. És bár az elavult technológiai berendezésekről a numerikus vezérlésű szerszámgépekre ésA többtengelyes megmunkáló központok (és ezek mind CALS technológiák) óriási szellemi, anyagi és pénzügyi költségeket igényelnek, minden olyan vállalkozásnak, amely meg akar felelni a kor szellemének, ezt az utat kell járnia.