Совместное использование стандартов

В технической цели CALS, так называемой модели изделия, определен ряд стандартов CALS. Общая структура STEP включает архитектуру и представление для структур изделия, определение, идентификацию и некоторые свойства изделия.

Каждый вид информации представляется через соответствующий стандарт, например:

• Информация Логистики через LSA /LSAR (MIL-STD-138, АЕСМА и т. д.).

• Текстовая информация через SGML, HyTime и т. д.

• Информация об изображениях через CGM. ССТТТ. group 4 и т. д.

Различные наборы информации вместе компонуются в STEP через «программы обработки».

Ключевым понятием для CALS является концепция ИНТЕГРИРОВАННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ, которая содержит всю информацию, необходимую для строительства и обслуживания данной конструкции.

Эта концепция пришла от большинства основных подрядчиков к субподрядчикам систем и даже к индивидуальным поставщикам. Все данные, используемые для создания отдельного элемента конструкции, материалы, процессы, комплектующие и т. д. будут накапливаться в интегрированной базе данных и будут доступны как заказчику, так и самому  разработчику. Все вовлеченные поставщики будут иметь свои собственные производственные базы данных, которые будут заполнять CALS-информацией окончательную интегрированную базу данных.

Стандарты CALS покрывают спектр потребностей пользователей, обеспечивая единое представление текста, графики, информационных структур и данных о проекте, сопровождении и производстве, включая звук, видео, мультимедийные средства, передачу данных, хранение данных, документацию  и  многое  другое, для всех приложений.

Контрольные вопросы по теме раздела 3

Информационные CALS-стандарты, предназначенные для описания различных этапов ЖЦ продукции.

3.8.2. Классификация существующих CALS-стандартов.

3.8.3. Приведите примеры действующих функциональных CALS-стандартов.

Охарактеризуйте стандарт ISO 13584 (P _ LIB).

3.8.5. Охарактеризуйте семейство стандартов IDEF, как подмножество самой известной и широко используемой методологии SADT.

Цель, содержание, возможности и структура международного CALS-стандарта ISO 10303 (STEP).

Цель, содержание, возможности и структура международного CALS-стандарта ISO 14959 PAREX (Parametric Representation and Exchange).

Цель, содержание, возможности и структура международного CALS-стандарта MANDATE - ISO 15531.

Цель, содержание, возможности и структура международного CALS-стандарта ANSI KIF.

3.8.10. Цель, содержание, возможности и структура международного CALS-стандарта ISO 15926 OIL & GAZ.

Цель, содержание, возможности и структура международного CALS-стандарта ISO-8879 SGML.

Стандарты России,

Совместное использование стандартов.

3.8.14. Как структурированы существующие стандарты CALS.

3.8.15. Что определяет стандарт ISO 10303 STEP и назначение стандартов семейства STEP.

3.8.16. Назначение стандарта IDEF/0 (FIPS 183) и какие задачи он решает.

3.8.17. Опишите бизнес-процесс в виде, регламентированном стандартом IDEF/0.

 

Раздел 4. Интегрированная информационная среда предприятия (2 часа)

Общее понятие о ИИС

Ядром ИПИ-технологий и создаваемых на этой основе автоматизированных систем является ИИС.

Представление об ИИС было введено в научный обиход задолго до появления CALS (ИПИ) - технологий. Еще в 1983 г. японский ученый Н. Окино опубликовал работу, в которой утверждал, что производство материальных объектов и сопутствующие ему процессы проектирования, технологической подготовки и управления так сильно отличаются от других видов деятельности человека, что им должна отвечать особая архитектура математического и информационного обеспечения. По мнению Н. Окино, принципиальная разница между обработкой информации в производственной системе и в других случаях применений вычислительной техники в основном сводится к двум положениям.

Производство и все процессы в нем принадлежат физическому миру, а процессы, протекающие в компьютере, – миру информации. Следовательно, необходимо преобразование производственных проблем в информационные, а также обратный переход из информационного мира в физический. По сути, это проблема адекватного моделирования, т. е. установления соответствия (по возможности взаимно однозначного) между физическим и информационным пространством. При создании математического обеспечения (МО) для решения вычислительных задач была предложена стратегия, сущность которой показана на рис. 4.1.

 

Рис. 4.1 - Схема создания математического обеспечения на базе ОБД

 

Здесь роль ядра системы играет не модель, а общая (интегрированная) база данных (ОБД), к которой могут обращаться различные модели, реализованные в форме программных приложений. Предполагается, что в ОБД хранятся информационные объекты (ИО), адекватно отображающие в информационном мире сущности физического мира: предметы, материалы, изделия, процессы и технологии, разнообразные документы, финансовые ресурсы, персонал подразделения и оборудование предприятия-изготовителя, эксплуатанта, сервисной и ремонтной служб и т. д.

Дальнейшее развитие ИТ привело к появлению объектно-ориентированного подхода, который позволил адекватно перевести многие процессы, протекающие на предприятии, в виртуальное информационное пространство, что и сделало актуальной всю проблематику, связанную с использованием ИПИ-технологий.

Сказанное относится, в частности, к процессам конструкторской и технологической подготовки производства, в ходе которых создается техническая документация различных видов и назначения; к процессам управления на всех уровнях, в которых по необходимости приходится иметь дело с большими объемами разнообразной информации. Сегодня эти процессы в значительной мере состоят из операций создания, преобразования, транспортировки и хранения информационных объектов в рамках ИИС.

 

Структура и состав ИИС

Как уже отмечалось, ИИС представляет собой хранилище данных, содержащее все сведения, создаваемые и используемые всеми подразделениями и службами предприятия – участниками ЖЦ изделия – в процессе их производственной деятельности. Это хранилище имеет сложную структуру и многообразные внешние и внутренние связи. ИИС должна включать в свой состав две базы данных: общую базу данных об изделии (изделиях) (ОБДИ) и общую базу данных о предприятии (ОБДП).

На рис. 4.2 и 4.3 представлена структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия. Из схемы видно, что в этих процессах используется информация, содержащаяся в ИИС, а ИО, порождаемые в ходе процессов, возвращаются в ИИС для хранения и последующего использования в других процессах. Это отображено на схеме двойными стрелками. С ОБДИ связаны процессы на всех стадиях ЖЦ изделия. ОБДП информационно связана с технологической и организационно-экономической подготовкой производства и собственно производством (включая процессы отгрузки и транспортировки готовой продукции).

При создании нового изделия и технологической подготовке его производства средствами конструкторских и технологических САПР (CAE/CAD/CAM) в ИИС создаются ИО, описывающие структуру изделия, его состав и все входящие компоненты: детали, подузлы, узлы, агрегаты, комплектующие, материалы и т. д. Каждый ИО обладает атрибутами, описывающими свойства физического объекта: технические требования и условия, геометрические (размерные) параметры, массо-габаритные показатели, характеристики прочности, надежности, ресурса и другие свойства изделия и его компонентов.

 

Рис 4.2 - Структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия

ИО в составе ОБДИ содержат в произвольном формате информацию, требуемую для выпуска и поддержки технической документации, необходимой на всех стадиях ЖЦ для всех изделий, выпускаемых предприятием. Каждый ИО идентифицируется уникальным кодом и может быть извлечен из ОБДИ для выполнения действий с ним.

 ОБДИ обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности:

- заказчиков (владельцев) изделия;

- разработчиков (конструкторов), технологов, управленческого и производственного персонала предприятия-изготовителя;

- эксплуатационного и ремонтного персонала заказчика и специализированных служб.

 

Рис 4.3 - Структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия

Более подробно состав ИО, входящих в ОБДИ, раскрыт на рис. 4.4, согласно которой в составе ОБДИ можно условно выделить три раздела: нормативно-справочный, долговременный, актуальный.

В  нормативно-справочном  разделе  должны  храниться  ИО,  содержащие данные:

· о конструкционных материалах;

· о нормализованных деталях (нормалях);

· о стандартных (покупных) комплектующих изделиях;

· о стандартных деталях собственного изготовления;

· о стандартных расчетных методах;

· о государственных, международных и внутренних стандартах;

· о прочих нормативных документах.

 

Рис. 4.4 - Состав информационных объектов, входящих в ОБДИ

 

Содержание нормативно-справочного раздела ОБДИ обновляется по мере поступления новых и отмены действующих нормативных документов.

В долговременном разделе должны храниться ИО, содержащие данные, аккумулирующие собственный опыт предприятия, в том числе данные:

· о ранее выполненных готовых проектах (архив);

· о типовых узлах и агрегатах собственного производства;

· о типовых деталях собственного производства;

· о типовых конструктивно-технологических элементах (КТЭ) деталей;

· о типовых и групповых технологических процессах;

· о типовой технологической оснастке и инструменте;

· о готовых и типовых расчетных методиках и математических моделях изделий собственной разработки;

· прочих готовых и типовых решениях.

Долговременный раздел ОБДИ дополняется и обновляется по мере появления новых технических решений, признанных типовыми и пригодными для дальнейшего использования.

В актуальном разделе (самом большом по объему и самом сложном по структуре) должны храниться ИО, содержащие данные об изделиях, находящихся на различных стадиях ЖЦ:

· о конструкции и версиях текущих изделий;

· о технологии изготовления изделий;

· о конкретных экземплярах и партиях изделий в производстве;

· о конкретных экземплярах и партиях изделий, находящихся на постпроизводственных стадиях ЖЦ.

Структура этого раздела весьма приблизительна и требует развития и уточнения, в том числе разбивки на дополнительные подразделы (классификационные уровни).

Как уже отмечалось, кроме ИО, относящихся (прямо или косвенно) к изделиям, в ИИС содержится информация о предприятии: производственной и управленческой структуре, технологическом и вспомогательном оборудовании, персонале, финансах и т. д. Вся совокупность этих данных образует ОБДП, которая также состоит из нескольких разделов: экономика и финансы, внешние связи предприятия, производственно-технологическая среда предприятия, система качества.

В разделе, посвященном экономике и финансам, должны храниться ИО, содержащие сведения:

- о конъюнктуре рынка изделий предприятия, включая цены и их динамику;

- о состоянии финансовых ресурсов предприятия;

- о ситуации на фондовом и финансовом рынках (курсы акций предприятия, биржевые индексы, процентные ставки, валютные курсы и т. д.);

- о реальном и прогнозируемом портфеле заказов;

- прочие сведения финансово-экономического и бухгалтерского характера.

В разделе, посвященном внешним связям предприятия,   должны  храниться ИО, содержащие сведения о фактических и возможных поставщиках и потребителях (заказчиках); раздел формируется и используется в процессе маркетинговых исследований.

В  разделе,  посвященном   производственно-технологической  среде  предприятия, должны храниться ИО, содержащие сведения:

· о производственной структуре предприятия;

· о технологическом, вспомогательном и контрольно-измерительном оборудовании;

· о транспортно-складской системе предприятия;

· об энерговооруженности предприятия;

· о кадрах;

· прочие данные о предприятии.

В разделе, посвященном системе качества, должны храниться ИО, содержащие сведения:

· о структуре действующей на предприятии системы качества;

· о действующих на предприятии стандартах по качеству;

· о международных и российских стандартах по качеству;

· о должностных инструкциях в области качества;

· прочая информация по системе качества.

Из ИИС могут быть извлечены разнообразные документы, необходимые для функционирования предприятия. Документы могут быть представлены как в электронном, так и в традиционном бумажном виде.

 

Управление ИИС

Это понятие предполагает, что все процессы, протекающие в ИИС, являются управляемыми, т. е.  поддаются  воздействиям  со  стороны  уполномоченных  лиц и соответствующих программных средств. Совокупность таких средств принято называть системой управления базами данных (СУБД). Традиционно в СУБД входит:

· помещение информации в базу данных (БД);

· хранение информации (в том числе резервных копий);

· обновление данных;

· обеспечение достоверности и целостности данных;

· поиск данных по различным признакам;

· создание отчетов;

· установление (изменение) и оперативная проверка прав доступа пользователей к данным и т. д.

Распределенный характер ИИС, в отличие от традиционных БД, требует создания специальной инфраструктуры, обеспечивающей накопление, хранение и передачу данных между всеми заинтересованными участниками ЖЦ. Такая инфраструктура должна представлять собой комплекс программных и аппаратных средств, позволяющий решать перечисленные выше задачи. В рамках традиционного предприятия, расположенного на единой (и единственной) производственной площадке, такая инфраструктура создается на основе локальной вычислительной сети и соответствующего системного и прикладного программного обеспечения. Вопросы создания таких структур широко освещены в специальной литературе. Для предприятий, имеющих географически распределенную производственную структуру, и, в особенности, для виртуальных предприятий эта проблема играет важнейшую роль.

Анализ сегодняшнего состояния телекоммуникационных средств и систем позволяет высказывать утверждение, что основой инфраструктуры виртуального предприятия, а также предприятия с географически распределенной структурой может служить глобальная сеть Интернет, в которой данные передаются с помощью протокола TCP/IP. Использование этой сети в качестве структурообразующего средства связано с рядом специфических проблем.

Первая из этих проблем состоит в том, что для эффективного накопления, хранения и использования данных всеми участниками информационного обмена в соответствии с технологиями ИПИ хранилище данных должно быть логически локализовано в форме, которую в Интернет-технологиях принято называть порталом. Иными словами, должен быть создан специальный узел сети Интернет, предназначенный для информационного обслуживания предприятия, виртуального предприятия или корпорации.

Вторая проблема связана с тем, что этот узел и, соответственно, участники информационного обмена должны быть ограждены от вмешательства в этот обмен посторонних лиц и организаций, даже при отсутствии у них какого-либо злого умысла или враждебных интересов.

Наконец, третья проблема состоит в защите информации от несанкционированного доступа лиц и организаций, имеющих своей целью использование информации во враждебных целях.

Решение первой  проблемы  не  представляет  принципиальных  трудностей и требует лишь соответствующих финансовых, кадровых и административных ресурсов.

Что касается второй и третьей проблем, то решение их связано с использованием внешне сходных, но по сути глубоко различных средств. Сходство заключается в том, что и те, и другие средства относятся к системам криптографической защиты, и, как следствие, в порядке применения, лицензирования и сертификации соответствующих средств. Защита информации во всех аспектах является важнейшей государственной проблемой и требует значительных усилий как со стороны разработчиков программно-методических и технических средств передачи данных, так и со стороны администраторов и законодателей.

Контрольные вопросы по теме раздела 4

4.4.1. Базовые принципы реализации интегрированной информационной среды (ИИС), в соответствии с концепцией CALS.

4.4.2. Понятие Единой интегрированной модели изделия (системы).

4.4.3. Единые средства и методы построения интегрированных моделей изделия (системы).

4.4.4. Способы и средства обеспечения целостности интегрированных моделей изделия (системы).

4.4.5. Основные требования к ИИС.

4.4.6. Что такое параллельный инжиниринг, его отличие от традиционных подходов.

4.4.7. Показатели оценки экономической эффективности от внедрения ИИС.

4.4.8. Экономический эффект, получаемый от создания ИИС.

4.4.9. Преимущества от использования ИИС.

4.4.10. Схема создания математического обеспечения на базе общей базы данных.

4.4.11. Структура ИИС во взаимодействии с процессами ЖЦ продукции предприятия.

4.4.12. Состав информационных объектов, входящих общую базу данных об изделии.

4.4.13. Обеспечение управления ИИС.