Согласно международным стандартам качества продукции серии ISO 9000 изделием (в этих стандартах оно именуется «продуктом») является результат некоторой деятельности или выполненных процессов [1]. Там же выделяются четыре категории продуктов:
· технические средства (ТС) – осязаемый отдельный продукт определенной формы;
· программное обеспечение (ПО) – интеллектуальное творение, состоящее 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 удовлетворению потребностей потребителя.
В этих же стандартах вводится понятие жизненного цикла (ЖЦ) продукта, т. е. совокупности процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенном продукте до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.
Можно выделить 11 этапов ЖЦ продукта (некоторые из этих этапов могут выполняться по несколько раз и/или пересекаться с другими этапами ЖЦ) [2]:
· маркетинг и изучение рынка;
· проектирование и разработка продукта;
· планирование и разработка процессов (технологий производства, эксплуатации и т. п.);
· закупка материалов и комплектующих;
· производство или предоставление услуг;
· упаковка и хранение;
· реализация;
· монтаж и ввод в эксплуатацию;
· техническая помощь и сервисное обслуживание;
· послепродажная деятельность или эксплуатация;
· утилизация и переработка в конце полезного срока службы.
На всех этапах жизненного цикла имеются свои целевые установки. При этом участники жизненного цикла стремятся достичь поставленных целей с максимальной эффективностью. На этапах проектирования, технологической подготовки производства (ТПП) и производства нужно обеспечить выполнение требований, предъявляемых к производимому продукту, при заданной степени надежности изделия и минимизации материальных и временных затрат, что необходимо для достижения успеха в конкурентной борьбе в условиях рыночной экономики. Понятие эффективности охватывает не только снижение себестоимости продукции и сокращение сроков проектирования и производства, но и обеспечение удобства освоения и снижения затрат на будущую эксплуатацию изделий. ЖЦ обычно составляет от нескольких до десятков лет, причем довольно большую часть этого времени занимают периоды разработки и изготовления.
В настоящее время на мировом рынке наукоемких промышленных изделий наблюдаются три основные тенденции [3]:
- повышение сложности и ресурсоемкости изделий. Промышленные изделия становятся все более сложными по своей структуре, усложняются технологии их изготовления. Например, количество деталей в современном грузовом самолете составляет несколько миллионов штук. Усложнение изделий приводит к повышению потребностей в ресурсах, необходимых для их разработки, производства и эксплуатации.
- повышение конкуренции на рынке. Одновременно с увеличением сложности изделий увеличивается конкуренция между их производителями за возможность продать их потребителю. Залогом успеха для производителя становится максимально полное удовлетворение потребностей потребителя, а также максимально возможное сокращение затрат при разработке, производстве и эксплуатации изделия;
- углубление кооперации между участниками жизненного цикла (ЖЦ) изделия. Для разработки и продвижения на рынок промышленных изделий все шире применяются так называемые «виртуальные предприятия» (ВП).
Особую роль в решении этой группы проблем сыграли и продолжают играть информационные технологии (ИТ). В современных условиях информация стала основным товаром.
Металлургическое производство сегодня немыслимо без обеспечения информационной поддержки на всех стадиях ЖЦ (Рис. 1.1). Информационная поддержка этапов жизненного цикла изделий (ЖЦИ) – это целый комплекс вопросов, включающий автоматизацию процессов проектирования, обеспечение технологических процессов производства, автоматизацию управленческой деятельности предприятий, создание электронной эксплуатационной документации, внедрение автоматизированных систем заказа запасных частей и т. д. Компьютерная поддержка этапов ЖЦИ становится возможной благодаря созданию и поддержке единой базы данных об изделии (продукте).
Анализируя работу современных промышленных предприятий, можно отметить, что, несмотря на разнообразие производственных процессов разных предприятий, они работают по единой циклической экономико-технологической схеме:
· анализ спроса на продукцию, формирование портфеля договоров, заказов и пр.;
· планирование производства и его ресурсов;
· подготовка производства, разработка новых или модификация текущих изделий;
· снабженческая деятельность, обеспечение процесса основного производства;
· производство изделий и услуг;
· реализация продукции и расчеты с заказчиками;
· государственная отчетность;
· анализ производственного цикла, определение реальной себестоимости;
· управление сервисным обслуживанием;
· распределение прибыли, возврат кредитов и займов;
· вложение средств в следующий производственный цикл.
Рис. 1.1 - Информационная поддержка этапов ЖЦИ
Все более жесткая конкуренция на международном рынке ставила и ставит перед промышленниками и предпринимателями различных стран новые проблемы. К их числу относятся [2]:
· проблема критичности времени, требующегося для создания изделия и организации его продажи;
· проблема повышения качества процессов проектирования и производства;
· проблемы, связанные с конкуренцией на рынке эксплуатационного обслуживания;
· проблемы, связанные с непосредственным снижением затрат (прямые капитальные; оплата труда в производстве, в подразделениях логистики и т. д.).
Практика показала, что частичная, фрагментарная компьютеризацияотдельных видов производственной деятельности, будучи делом дорогостоящим, не оправдывает возлагаемых на нее надежд.
Это связано с тем, что первые реализации ИТ представляли собой попытки внедрения качественно новых средств в традиционную технологическую среду. Эти попытки либо полностью отторгались, либо адаптировались к этой среде таким образом, что эффект от их использования был невелик. Примерами таких попыток могут служить:
- многочисленные АСУ, роль которых сводилась к автоматизации простейших учетных и отчетных функций;
- конструкторские САПР (CAD – Computer Aided Design), заменявшие чертежную доску и кульман экраном дисплея, – автоматизированное проектирование. Являясь ключевым инструментом в рамках концепции управления жизненным циклом изделия, системы автоматизированного проектирования (САПР) включают в себя множество программных и аппаратных средств – от систем двумерного черчения до трехмерного параметрического моделирования поверхностей и объемных тел;
- технологические САПР (САМ – Computer Aided Manufacturing), облегчавшие подготовку технологической документации и управляющих программ для станков с ЧПУ, – автоматизированное производство. Входными данными CAM-системы является геометрическая модель изделия, разработанная в системе автоматизированного проектирования (см. CAD). В процессе интерактивной работы с трехмерной моделью в CAM-системе инженер определяет траектории движения режущего инструмента по заготовке изделия, которые затем автоматически верифицируются, визуализируются и обрабатываются постпроцессором для получения программы управления конкретным станком. К технологическим САПР также относятся системы CAPP – Computer-Aided Process Planning – автоматизированная технологическая подготовка производства (планирование технологических процессов). Используется для обозначения программных инструментов, применяемых на стыке систем автоматизированного проектирования (см. CAD) и производства (см. CAM). Задача технологической подготовки – по заданной CAD-модели изделия составить план его производства, называемый маршрутной картой. Данный план содержит указания о последовательности технологических и сборочных операций, используемых станках и проч. Технологическая подготовка производства всегда осуществляется по имеющейся базе данных типовых технологических процессов, применяемых на конкретном предприятии;
- автоматизированные системы инженерных расчетов (САЕ – Computer Aided Engineering) – автоматизированное конструирование. Использование специального программного обеспечения для проведения инженерного анализа прочности и других технических характеристик компонентов и сборок, выполненных в системах автоматизированного проектирования (см. CAD);
- компьютеризированное числовое программное управление (ЧПУ) (CNC – Computerized Numerical Control). Используется для управления современными станками с ЧПУ посредством их программирования с помощью G-кода (стандарт EIA-274-D). Подготовка программ для станков с компьютеризированным ЧПУ осуществляется с помощью систем автоматизированного производства (см. CAM);
- распределенное числовое программное управление (DNC – Distributed Numerical Control). Современная концепция управления станками с компьютеризированным ЧПУ (см. CNC), состоящая в том, что все станки управляются с центрального компьютера, который загружает в них программы обработки. Распределенное ЧПУ позволяет управлять всем цехом с одного рабочего места;
- коллективная разработка изделия, бизнес-стратегия, рабочий процесс и набор программного обеспечения, которые способствуют совместной работе различных организаций над одним изделием (CPD – Collaborative Product Development).
