Принципы классификации информационных систем

2. Автоматизация проектно-конструкторских работ (CAD/CAM/CAE).

3. Управление жизненным циклом изделия (PLM/PDM)

Управление ресурсами предприятия (ERP)

5. Управление взаимоотношениями с клиентами и партнерами (CRM/PRM)

Управление цепочками поставок (SCM)

Системы управления знаниями (KNOWLEDGE MANAGEMENT)

Отраслевые системы

Принципы классификации информационных систем.

Декомпозиция ИС дается по этапам жизненного цикла, что вызвано постоянным его сокращением и ростом характерных случаев его прерывания из-за резкой смены элементов технической базы, системных, технических и технологических решений.

Информационная система (ИС) современного предприятия - это, прежде всего, совокупность модулей, собранных в соответствии с потребностями заказчика. Основные модули ИС, рассматриваемые ниже, формируются в соответствии с иерархией системы управления предприятием.

Классифицировать современные информационные системы достаточно сложно. Это в первую очередь связано с тем, что системы обладают модульной конструкцией и предприятие имеет возможность закупать только необходимые ему компоненты. При этом одна фирма - поставщик, как правило, выпускает модули для различных областей.

Существующие информационные системы можно разбить на группы в соответствии с архитектурными стилями, по которым они построены. Различные бизнес-процессы требуют разную по характеру среду информационных технологий, отличающуюся по производительности и надежности.

Архитектурный стиль – это совокупность корпоративных технологий и операционных сред, ориентированных на обслуживание определенных групп бизнес-процессов. Классификация на основе такой разбивки позволяет отслеживать взаимосвязи между требованиями, предъявляемыми различными типами бизнес-процессов предприятия, и информационными системами.

В соответствии с архитектурными стилями выделяется пять основных групп информационных систем []:

· Приложения обслуживающие большое количество транзакций (Transaction Processing). К таким приложениям можно отнести биллинговые системы (поддерживающие функционирование телекоммуникационных компаний), банковские системы (обеспечивающие транзакции по кредитным картам).

· Операции в реальном времени (Real-Time operations) – считается, что это информационные системы, обеспечивающие бизнес - процессы, требующие непрерывный мониторинг и информационное обеспечение. К таким системам можно отнести обеспечение транспортных операций в аэропорту.

· Аналитические приложения, бизнес-аналитика, поддержка принятия решений (Analytical and Business Intelligence) - то есть все ИС, занимающиеся управлением знаниями, обеспечивающие сбор и анализ больших массивов данных в короткие промежутки времени.

· Приложения поддержки совместной работы (Collaborative) - включает различные средства взаимодействия пользователей внутри компаниями.

· Корпоративные и обслуживающие приложения (Utility) – включает в себя стандартные приложения, обеспечивающие функционирование основных бизнес-процессов компании. В этот раздел попадают такие группы систем как управление взаимоотношений с клиентами (CRM), управление ресурсами предприятия (ERP) и другие.

Информационные системы, обеспечивающие функционирование бизнес-процессов каждой группы обладают определенным набором особенностей. В таблице 3.1 представлены характеристики основных типов прикладных систем [].

Следует отметить, что подобная классификация, с одной стороны охватывает все существующие информационные системы, с другой стороны, большое количество приложений может попадать одновременно в несколько групп данной классификации.

Таблица 3.1 Характеристики основных типов прикладных систем

	Процессы с большим количеством транзакций.	Операции в реальном времени.	Аналитические процессы и бизнес аналитика.	Совместная работа.	Корпоративные (обслуживающие).
Стратегические потребности	Предоставление услуг.	Время реакции системы.	Поддержка принятия решения.	Распределение знаний. Скорость. Инновации.	Надежность. Низкая стоимость с точки зрения ИТ.
Бизнес требования	Обслуживание клиентов. Уменьшение затрат. Работа 24*7. Целостность данных.	Экономичность и безопасность. Работа 24*7*365.	Повышение эффективности производительности и наглядность предоставления информации.	Скорость выпуска услуг. Повторное использование знаний.	Экономичность. Улучшение в процессах.
Отличительные характеристики.	Низкая стоимость (одной транзакции). Надежность. Масштабируемость. Производительность. Резервирование.	Сканирование и фильтрация потока данных. Приоритезация запросов. Надежность. Публикация и подписка на данные.	Механизм аналитики. Мощность обработки. Объединение данных.	Простота использования. Надежность. Высокая пропускная способность. Обмен данными «по горизонтали».	Стандартные процессы. Возможность аутсорсинга.
Интегрирующие технологии	Системы интеграции корпоративных приложений.	Специально разработанный программный код.	Хранилища данных.	Совместно используемые данные и обмен данными.	Стандартные интерфейсы.

В настоящее время известно несколько различных, вполне оформившихся и обоснованных вариантов классификации информационных систем. Наиболее популярной считается методика, предложенная аналитической компанией Gartner, позволяющая классифицировать информационные системы в соответствии с бизнес-процессами, которые они обслуживают. Данная методика демонстрируется и используется на сайте Gartner для упрощения поиска определенных материалов по определенному классу информационных систем.

Классы информационных систем, как правило, воздействуют на небольшой набор бизнес-процессов компании, что позволяет легко выделить результаты их внедрения на предприятии и оценить в количественной или качественной форме.

В рамках данного лекционного курса невозможно рассмотреть все классы информационных систем, выделенные на сайте Gartner. Поэтому мы рассмотрим лишь наиболее популярные в настоящее время информационные системы.

2. Автоматизация проектно-конструкторских работ (CAD/CAM/CAE).

Жизненный цикл любого изделия начинается с его разработки и проектирования. Современное конструкторское бюро не обходится без систем автоматизированного проектирования (САПР). С точки зрения аналитиков компании Gartner, автоматизация проектно-конструкторских работ (Engineering and Scientific Software) включает в себя следующие направления:

· Architectural, Engineering and Construction Software

· Electronic Design Automation Software

· Embedded Software Tools

· Mechanical CAD, CAM and CAE Software

· Scientific and Statistical Software

Рассматривать все направления автоматизации проектно-конструкторских работ в рамках данного курса не представляется возможным, поэтому проблемы эффективности инвестиций в этой области мы будем рассматривать на примере CAD/CAM систем (Mechanical CAD, CAM and CAE Software).

Основные модули, входящие в САПР, включают в себя автоматизацию проектно-конструкторских работ (CAD), технологическую подготовку производства (CAM), автоматизацию инженерных расчетов (CAE). Неотъемлемой частью САПР является система управления конструкторско-технологической документацией (PDM) обеспечивающая эффективное взаимодействие различных рабочих групп в момент проектирования изделия и интеграцию с АСУ предприятия.

CAD (computer-aided design) - общепринятое международное обозначение систем, предназначенных для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации. Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции изделия и оформления конструкторской документации.

CAM (computer-aided manufacturing) – общепринятое международное обозначение систем, предназначенных для автоматизированной разработки программ обработки деталей или технологической оснастки на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Они производят проектирование обработки изделий для ЧПУ и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы еще называют автоматизированными системами технологической подготовки производства (АСТПП). Сегодня они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.

САЕ (computer-aided engineering) – общепринятое международное обозначение систем, предназначенных для проведения различных видов инженерных расчетов. Представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ - системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE - системы еще называют системами инженерного анализа [].

Высокая эффективность применения CAD/CAM проявляется при сквозном проектировании и механообработке деталей, поскольку:

· при конструировании имеется возможность предварительного анализа технологичности изготовления детали;

· при технологической подготовке производства есть возможность применения всех возможностей аппарата геометрического моделирования;

· в действие вступают три типа ассоциативности (размер - геометрия, геометрия - технология, технология - технология).

Плоское моделирование, как часть объемного, играет особую роль при производстве деталей. Любую деталь для механообработки можно представить системой тринадцати типов конструкционных элементов, из которых лишь один - поверхность - требует объемного моделирования. Плоские модели (чертежи) содержат в себе и элементы технологической проработки, например, разбивку на технологические зоны.

Применение CAD/CAM - систем для анализа технологичности конструкции на этапе проектирования позволяет снизить требования к оборудованию для механообработки, программируя львиную долю объема всей механообработки, как плоскую, позволяя при этом, шире использовать более низкие классы обработки. В результате, при применении CAD/CAM - систем для проектирования и производства деталей на станках с ЧПУ наблюдаются эффекты, при-водящие к снижению себестоимости изделий.

Ускорение процесса отладки и особенно повторной отладки после внесения изменений в конструкцию принесет еще большую экономию средств. Экономия средств, в случае отказа от приобретения сложного оборудования, за счет улучшения технологичности конструкции и других возможностей, интегрированных CAD/CAM - систем, в комментариях не нуждается [].

CAD/CAM системы традиционно подразделяются на три уровня: нижний, средний и высший, либо их называют "легкими", "средними" и "тяжелыми" системами. Практический смысл трехуровневой классификации состоит в общей оценке ожидаемых результатов от внедрения конкретной системы. Стоит отметить, что в настоящий момент это деление является условным. Системы среднего уровня приближаются по своим характеристикам к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня перестают быть просто чертежно - ориентированными системами.

Отметим также, что воздействие информационных систем, обеспечивающих автоматизацию проектно-конструкторских работ, схоже для всех направлений автоматизации в этой области. Рассмотрим основные достоинства внедрения информационных систем данного класса.

· Сокращение сроков проектирования. Количественный показатель позволяющий оценить время, необходимое для разработки изделия с использованием информационных систем.

· Сокращение сроков подготовки изделия к производству. Количественный показатель. Сокращение времени ввода изделия в производство возможно, в первую очередь, за счет того, что информационные системы данного класса позволяют автоматически создавать не только проектную документацию на изделие, но и программы для работы станков с ЧПУ (числовым программным управлением).

· Сокращение трудовых затрат. Качественный показатель. Благодаря автоматизации рутинных операций (например, расчет сопротивления материалов изделия, отработка элементов изделия на технологичность) инженер получает больше времени на разработку непосредственно изделия. Работа инженера становится творческой.

· Улучшение технико-экономических показателей достигается за счет экономии материалов и увеличения точности расчетов. Количественный показатель. При внедрении CAD\CAM систем, например, происходит сокращение ресурсоемкости изделий за счет более эффективных конструкций заготовок изделия и оптимизации программ для станков с ЧПУ.

· Улучшение качества проектной документации, уменьшение числа ошибок за счет автоматизации процесса внесения изменений []. Количественный показатель.

3. Управление жизненным циклом изделия (PLM/PDM).

Управление жененным циклом изделия попадает с точки зрения аналитиков Gartner в раздел Manufacturing Systems.

PLM (Product Lifecycle Management) – управление жизненным циклом изделия (продукта) - это набор решений, обеспечивающих совместное создание, управление, распространение и использование информации, он интегрирует людей, процессы и бизнес-системы. Технология предполагает, что весь процесс производства должен стать «прозрачным». Вся цепочка, которую можно назвать жизнью товара, входит в поле зрения PLM – начиная от планирования, маркетинговых исследований и производства, заканчивая поддержкой и утилизацией продукта. Другими словами, PLM это «контур управления продукций, который контролирует, хранит и представляет всю конструкторскую, технологическую, производственную и эксплуатационную информацию об изделии [].

PLM - системы позволяют более эффективно использовать корпоративные информационные системы (ERP, SCM, CRM). Интеграция PLM и ERP (планирование ресурсов предприятия) позволяет проектировщикам разрабатывать продукты с учетом особенностей их производства, а изготовителям - усовершенствовать все этапы производственного процесса, начиная с планирования, заканчивая снятием с производства. Интеграция с PLM и SCM (управление цепочками поставок) позволяет расширить обмен информацией между предприятием и его поставщиками и, соответственно, упрощается снабжение комплектующими. Интеграция PLM и CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) обеспечивает эффективное взаимодействие с заказчиками, позволяя клиентам вносить дополнительные требования к изделию еще на моменте его разработки [].

PDM (Product Data Management) – управление данными по продукту - является элементом PLM. PDM - это комплексные системы, позволяющие управлять конструкторско-технологической документацией и предоставлять дополнительные данные, экспортированные из других корпоративных систем, из справочников или нормативных источников []. PDM - система управления, обеспечивающая обмен данными о структуре изделия и вносимых в него изменениях, она также обеспечивает взаимодействие с любыми корпоративными приложениями в рамках определения и реализации управляющих воздействий по внесению изменений в изделие, упрощая процессы совершенствования и модификации (классические BOM (bill of materials), конструкторские, технологические, заказные спецификации, спецификации на покупные изделия, на поставки и т.д.), Кроме того, PDM призвана обеспечивать создание и поддержку множества взаимозависимых и взаимоувязанных спецификаций изделия, давая пользователю согласованное представление об изделии на протяжении всего жизненного цикла.

В соответствии с классификацией Gartner, PDM системы являются элементом управления жизненным циклом изделия (PLM системы), но при этом ориентированны исключительно на проектно-конструкторскую деятельность.

Первые системы PDM –появились в конце 80-х – начале 90-х годов. Их появление было вызвано возрастанием сложностей в области САПР на уровне рабочей группы. Собственно, проблемы состояли в том, что для обеспечения эффективной работы над одним сложным изделием, группе разработчиков требовалось дополнительное к САПР программное обеспечение, которое отслеживало бы состав всех файлов, генерируемых САПР, каталогов внутри группы на предмет их целостности, непротиворечивости и актуальности.

В начале 90-х даже «тяжелые» промышленные САПР уже не рисковали предлагать «встроенные» модули управления совместно используемой проектной информацией, сосредоточившись только на трехмерном твердотельном групповом проектировании сборок. Информационное обеспечение такого рода сборок было выделено в самостоятельную задачу, реализация которой и вызвала к жизни появление систем PDM первого поколения. Как правило, такие PDM имели прямой интерфейс с САПР сборок, встроенную СУБД и генератор отчетов для вывода спецификаций на изделие.

Современная система PDM в наиболее полном объеме реализует функции управления составом изделия, структурой всех его составных частей, деталей, узлов и агрегатов. Кроме того, в управляемую структуру должны входить и управляться системой дополнительные структурированные информационные объекты, состав которых отражает все необходимые данные для организации работ по производству самого изделия – структура оснастки, инструментального парка, операций и переходов, технологических приемов.

Основные достоинства PLM/PDM:

· Снижение материальных затрат обеспечивается детализированным учетом требований к изделию на всех этапах его жизненного цикла (маркетинговые исследования, разработка, подготовка производства, непосредственное производство, снятие с производства) и, таким образом, позволяет выявить большую часть ошибок до этапа производства. Качественный показатель.

· Сокращение сроков подготовки изделия происходит, во-первых, за счет эффективной системы распределения информации между участниками проектов PLM системы, позволяющей сократить сроки разработки изделия и подготовки его к производству. Во-вторых, за счет интеграции PLM и PDM систем в единое целое с системами управления предприятием (ERP,CRM). Количественный показатель.