асу жци что это такое

Автоматизированные системы управления ЖЦП

Учёт всех этапов ЖЦП существенно усложняет задачу проектирования и производства продукции. Однако возможность её решения достигается применением автоматизированных систем управления ЖЦИ.

Автоматизация проектирования осуществляется системами автоматизированного проектирования. В САПР машиностроительных отраслей промышленности принято выделять системы функционального, конструкторского и технологического проектирования.

Первые из них называют системами расчетов и инженерного анализа или системами CAE (Computer Aided Engineering).

Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах CAM (Computer Aided Manufacturing).

Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения, координации работы систем САЕ/CAD/САМ, управления проектными данными и проектированием разрабатываются системы, получившие название систем управления проектными данными PDM (Product Data Management). Системы PDM либо входят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР.

На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции возложены на систему CRM.

Жизненный цикл товара

Согласно маркетинговой концепции любой товар проходит жизненный цикл, то есть существует определённый период времени, когда он присутствует на рынке. В типичном жизненном цикле товара выделяют четыре фазы, четыре этапа [5] [3]:

жизненный цикл товар продукция

1. Выведение товара на рынок. Первое появление товара на рынке. Характерным является небольшой рост объёмов продаж и соответственно прибыль минимальна или её вообще нет.

2. Рост. Период быстрого роста объёма продаж, если товар принят рынком и спрос на него растёт. Прибыль также возрастает по мере увеличения объёма продаж.

3. Зрелость. Объемы продаж значительны, но дальнейшего роста продаж не наблюдается. Прибыль на данном этапе стабилизировалась, так как дополнительных затрат для вывода товара на рынок не требуется.

4. Упадок, уход с рынка. Для данной фазы жизненного цикла товара характерно значительное снижение объёмов продаж вплоть до полного падения спроса на данный товар. Прибыль резко снижается до нуля.

Зависимость изменения показателей, связанных с присутствием товара на рынке не всегда бывает одинаковой для всех видов товаров и может отличаться от типичной, которая представлена на рисунке. Кривая жизненного цикла товара может иметь повторный цикл. Повторный рост спроса на товар может быть объяснён мероприятиями по стимулированию сбыта, проведенными на этапе упадка товара. Ещё одной разновидностью кривой жизненного цикла товара может быть «гребешковая» кривая, которая представляет собой несколько последовательных циклов, порождённых, например, открытием новых характеристик товара, новых способов использования или появлением новых пользователей. Такое явление наблюдалось в отношении нейлона, сбыт которого несколько раз возрастал в связи с появлением в течение времени новых областей его использования: парашюты, чулки и бельё, рубашки, ковровые покрытия.

Жизненный цикл технологии производства также складывается из четырех фаз:

1. Зарождение нововведений-процессов в недрах предыдущего технологического уклада. Интенсивно проводятся НИР технологического профиля по нововведениям-продуктам.

2. Преследование целей освоения нововведений-процессов.

3. Распространение новой технологии производства и тиражирование с многократным повторением на других объектах.

4. Рутинизация, т.е. освоение нововведений-процессов в стабильных, постоянно функционирующих элементах объектов.

Различают три вида жизненных цикла технологий (ЖЦТе): «стабильная» технология, «плодотворная» и «изменчивая». Их соотношение с жизненным цикла спроса (ЖЦС), жизненным циклом товаров (ЖЦТо), которые производятся по данным технологиям.

Лекция 2

Этапы жизненного цикла изделия (продукции). Маркетинговые исследования. Проектирование продукта. Планирование и разработка процесса. Закупка

Маркетинговые исследования

Источник

Автоматизированные системы управления ЖЦИ

Автоматизация проектирования осуществляется системами автоматизированного проектирования. В САПР машиностроительных отраслей промышленности принято выделять системы функционального, конструкторского и технологического проектирования.

Первые из них называют системами расчетов и инженерного анализа или системами CAE (Computer Aided Engineering).
Системы конструкторского проектирования называют системами CAD (Computer Aided Design).
Проектирование технологических процессов составляет часть технологической подготовки производства и выполняется в системах CAM (Computer Aided Manufacturing).

Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения, координации работы систем САЕ/СAD/САМ, управления проектными данными и проектированием разрабатываются системы, получившие название систем управления проектными данными PDM (Product Data Management). Системы PDM либо входят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР.

Координация работы многих предприятий-партнеров с использованием технологий Intrenet возлагается на системы E-commerce, называемые системами управления данными в интегрированном информационном пространстве CPC (Collaborative Product Commerce).

Информационная поддержка этапа производства продукции осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП).

К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием ERP (Enterprise Resource Planning), планирования производства и требований к материалам MRP-2 (Manufacturing Requirement Planning) и упомянутые выше системы SCM. Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т.п. Системы MRP-2 ориентированы, главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством. В некоторых случаях системы SCM и MRP-2 входят как подсистемы в ERP, в последнее время их чаще рассматривают как самостоятельные системы.

Промежуточное положение между АСУП и АСУТП занимает производственная исполнительная система MES (Manufacturing Execution Systems), предназначенная для решения оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом.

В состав АСУТП входит система SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), выполняющая диспетчерские функции (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и помогающая разрабатывать ПО для встроенного оборудования. Для непосредственного программного управления технологическим оборудованием используют системы СNC (Сomputer Numerical Control) на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ).

На этапе реализации продукции выполняются функции управления отношениями с заказчиками и покупателями, проводится анализ рыночной ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции возложены на систему CRM.

Функции обучения обслуживающего персонала возложены на интерактивные электронные технические руководства IETM (Interactive Electronic Technical Manuals), с их помощью выполняются диагностические операции, поиск отказавших компонентов, заказ дополнительных запасных деталей и некоторые другие операции на этапе эксплуатации систем.

Управление данными в информационном пространстве, едином для различных автоматизированных систем, возлагается на систему управления жизненным циклом продукции, реализующую технологии PLM (Product Lifecycle Management). Технологии PLM объединяют методики и средства информационной поддержки изделий на протяжении всех этапов жизненного цикла изделий. Характерная особенность PLM — обеспечение взаимодействия как средств автоматизации разных производителей, так и различных автоматизированных систем многих предприятий, т.е. технологии PLM (включая технологии CPC) являются основой, интегрирующей информационное пространство, в котором функционируют САПР, ERP, PDM, SCM, CRM и другие автоматизированные системы многих предприятий.

Система автоматизированного проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчётов и анализа CAE(Computer-aided engineering). Данные из CAD-систем передаются в CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)).

Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» — он включает в себя CAD, CAM и CAE.

CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — подготовка технологического процесса производства изделий, ориентированная на использование ЭВМ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами.

Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства. Фактически же технологическая подготовка сводится к автоматизации программирования оборудования с ЧПУ (2- осевые лазерные станки), (3- и 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ; токарные станки, обрабатывающие центры; автоматы продольного точения и токарно-фрезерной обработки; ювелирная и объемная гравировка).

Как правило, большинство программно-вычислительных комплексов совмещают в себе решение задач CAD/CAM, CAE/САМ, CAD/CAE/CAM.

CAx — термин означающий совокупность систем автоматизированного проектирования (САПР, или CAD), CAE-систем и CAM-систем. Этот термин описывает применение современных компьютерных технологий для разработки, внедрения и производства изделия или продукта. Комплексные CAx системы позволяют осуществить 2D/3D разработку продукта, произвести оценку механических и материаловедческих свойств продукта на основе компьютерной модели, подготовить необходимый набор инструкций для ЧПУ и т.п.

CAE (англ. Computer-aided engineering) — общее название для программ или программных пакетов, предназначенных для инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов. Расчётная часть пакетов чаще всего основана на численных методах решения дифференциальных уравнений (см.: метод конечных элементов, метод конечных объёмов, метод конечных разностей и др.).

Современные системы автоматизации инженерных расчётов (CAE) применяются совместно с CAD-системами (зачастую интегрируются в них, в этом случае получаются гибридные CAD/CAE-системы).

CAE-системы — это разнообразные программные продукты, позволяющие при помощи расчетных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов) оценить, как поведет себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Помогают убедиться в работоспособности изделия, без привлечения больших затрат времени и средств.

В русском языке есть термин САПР, который подразумевает CAD/CAM/CAE

ERP-система (англ. Enterprise Resource Planning System — Система планирования ресурсов предприятия) — корпоративная информационная система (КИС), предназначенная для автоматизации учёта и управления. Как правило, ERP-системы строятся по модульному принципу и в той или иной степени охватывают все ключевые процессы деятельности компании.

Функции ERP-систем

В основе ERP-систем лежит принцип создания единого хранилища данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию и обеспечивающего одновременный доступ к ней любого необходимого количества сотрудников предприятия, наделённых соответствующими полномочиями. Изменение данных производится через функции (функциональные возможности) системы. ERP-система состоит из следующих элементов:

§ модель управления информационными потоками (ИП) на предприятии;

§ аппаратно-техническая база и средства коммуникаций;

§ СУБД, системное и обеспечивающее ПО;

§ набор программных продуктов, автоматизирующих управление ИП;

§ регламент использования и развития программных продуктов;

§ IT-департамент и обеспечивающие службы;

§ собственно пользователи программных продуктов.

Основные функции ERP систем:

§ ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также материальные ресурсы и операции, необходимые для их изготовления;

§ формирование планов продаж и производства;

§ планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объёмов поставок для выполнения плана производства продукции;

§ управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учёта и оптимизации складских и цеховых запасов;

§ планирование производственных мощностей от укрупнённого планирования до использования отдельных станков и оборудования;

§ оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля его исполнения, финансовый и управленческий учёт;

§ управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов

Отличие между ERP-системами и системами электронного документооборота (СЭД) в том, что, как правило, в ERP документы не «ведутся», а «проводятся» — уже после того, как они осуществят свой жизненный цикл, то есть будут созданы, обсуждены, проверены, согласованы, утверждены и т. д. А СЭД осуществляет поддержку такого жизненного цикла документов на предприятии.

[править]Особенности внедрения

Классические ERP-системы, в отличие от так называемого «коробочного» программного обеспечения, относятся к категории «тяжёлых» программных продуктов, требующих достаточно длительной настройки, для того чтобы начать ими пользоваться. Выбор ERP-системы, приобретение и внедрение, как правило, требуют тщательного планирования в рамках длительного проекта с участием партнёрской компании — поставщика или консультанта. Поскольку ERP-системы строятся по модульному принципу, заказчик часто (по крайней мере, на ранней стадии таких проектов) приобретает не полный спектр модулей, а ограниченный их комплект. В ходе внедрения проектная команда, как правило, в течение нескольких месяцев осуществляет настройку поставляемых модулей.

[править]Достоинства

Применение ERP системы позволяет использовать одну интегрированную программу вместо нескольких разрозненных. Единая система может управлять обработкой,логистикой, дистрибуцией, запасами, доставкой, выставлением счетов-фактур и бухгалтерским учётом.

Реализуемая в ERP-системах система разграничения доступа к информации предназначена (в комплексе с другими мерами информационной безопасности предприятия) для противодействия как внешним угрозам (например, промышленному шпионажу), так и внутренним (например, хищениям). Внедряемые в связке с CRM-системой и системой контроля качества, ERP-системы нацелены на максимальное удовлетворение потребностей компаний в средствах управления бизнесом.

[править]Недостатки

Основные сложности на этапе внедрения ERP- систем возникают по следующим причинам:

§ Недоверие владельцев компаний высокотехнологичным решениям, в итоге — слабая поддержка проекта с их стороны, что делает осуществление проекта труднореализуемым.

§ Сопротивление департаментов в предоставлении конфиденциальной информации уменьшает эффективность системы.

Множество проблем, связанных с функционированием ERP, возникают из-за недостаточного инвестирования в обучение персонала, а также в связи с недоработанностью политики занесения и поддержки актуальности данных в ERP.

§ Небольшие компании не могут позволить себе инвестировать достаточно денег в ERP и адекватно обучить всех сотрудников.

§ Внедрение является достаточно дорогим

§ Система может страдать от проблемы «слабого звена» — эффективность всей системы может быть нарушена одним департаментом или партнёром.

§ Проблема совместимости с прежними системами.

Существует заблуждение, что иногда ERP сложно или невозможно адаптировать под документооборот компании и её специфические бизнес-процессы. В действительности, любому внедрению ERP-системы предшествует этап описания бизнес-процессов компании. По сути ERP-система являет собой виртуальную проекцию компании…

PDM-система (англ. Product Data Management — система управления данными об изделии) — организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолёты и ракеты, компьютерные сети и др.). PDM-системы являются неотъемлемой частью PLM-систем.

В PDM-системах обобщены такие технологии, как:

§ управление инженерными данными (engineering data management — EDM)

§ управление информацией об изделии (product information management — PIM)

§ управление техническими данными (technical data management — TDM)

§ управление технической информацией (technical information management — TIM)

§ управление изображениями и манипулирование информацией, всесторонне определяющей конкретное изделие.

Базовые функциональные возможности PDM-систем охватывают следующие основные направления:

§ управление хранением данных и документами

§ управление потоками работ и процессами

§ управление структурой продукта

§ автоматизация генерации выборок и отчетов

С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание больших массивов данных и инженерно-технической информации, необходимых на этапах проектирования, производства или строительства, а также поддержка эксплуатации, сопровождения и утилизации технических изделий. Такие данные, относящиеся к одному изделию и организованные PDM-системой, называются цифровым макетом. PDM-системы интегрируют информацию любых форматов и типов, предоставляя её пользователям уже в структурированном виде (при этом структуризация привязана к особенностям современного промышленного производства). PDM-системы работают не только с текстовыми документами, но и с геометрическими моделями и данными, необходимыми для функционирования автоматических линий, станков с ЧПУ и др, причём доступ к таким данным осуществляется непосредственно из PDM-системы.

С помощью PDM-систем можно создавать отчеты о конфигурации выпускаемых систем, маршрутах прохождения изделий, частях или деталях, а также составлять списки материалов. Все эти документы при необходимости могут отображаться на экране монитора производственной или конструкторской системы из одной и той же БД. Одной из целей PDM-систем и является обеспечение возможности групповой работы над проектом, то есть, просмотра в реальном времени и совместного использования фрагментов общих информационных ресурсов предприятия.

PLM (англ. Product Lifecycle Management) — технология управления жизненным циклом изделий. Организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолёты и ракеты, компьютерные сети и др.). Информация обобъекте, содержащаяся в PLM-cистеме является цифровым макетом этого объекта.

Источник

Обеспечение управления жизненным циклом изделия

Управлениежизненным циклом изделий является системной, комплексной задачей, для которой необходимо установить взаимосвязь между тремя основными элементами: исходными свойствами и состоянием материалов, условиями эксплуатации и ресурсом, для того чтобы, задавшись (или управляя) двумя из этих элементов, можно было обоснованно регламентировать (или воздействовать на) третий. С точки зрения практической ценности можно выделить прямую и обратную постановку задачи управления ЖЦИ. Первая состоит в прогнозировании ресурса материалов по имеющимся данным об исходных и текущих свойствах объекта и условиях его эксплуатации. Вторая – в выборе и нормировании свойств материалов для обеспечения их требуемого ресурса в заданных условиях эксплуатации. Центральным звеном системы управления ЖЦИ должны стать физически обоснованные многофакторные расчетные модели; в качестве таковой может быть использована, например, энергетическая модель повреждаемости и разрушения поверхностных слоёв при эксплуатации.

Система управления ЖЦИ имеет много общего с системой качества, внедренной на множестве современных предприятий согласно требованиям стандартов серии ИСО 9000. Однако их главное различие состоит в том, что система качества направлена на реализацию полного соответствия технологии изготовления изделий действующим нормативным документам с целью поддержания гарантированного уровня качества изделий, в то время как система управления ЖЦИ направлена на постоянное улучшение их технических характеристик, что приближает ее к известной системе управления качеством TQM (англ. Total Quality Management, TQM — общеорганизационный метод непрерывного повышения качества всех организационных процессов). Главная особенность системы управления ЖЦИ состоит в том, что единственным критерием в ней является технический ресурс изделия, на основе которого производится управление его сроком службы с целью обеспечения эксплуатационной надежности. И все данные о свойствах материалов, применяемые модели, программное обеспечение и т.д. направлены на оценку, обеспечение и повышение ресурса изделия.

Современные системы управления ЖЦИ можно классифицировать по ряду признаков.

Виды систем управления ЖЦИ по способу управления.По способу управления системы управления ЖЦИ можно разделить на активные и пассивные. В активных системах управления ресурсом предполагается на всех этапах предпринимать меры по целенаправленному воздействию на свойства материала и условия его функционирования, а также по оптимизации технологических процессов на этапе изготовления объекта. Так, активная система управления сроком службы технических систем на этапе эксплуатации требует их постоянного совершенствования (модернизации, ремонта), что наряду с заложенным при конструировании и изготовлении избыточным запасом прочности дает основание для многократного продления их службы на дополнительный срок. В ряде случаев при эксплуатации ответственных, и особенно опасных объектов условия их изготовления и использования строго регламентированы, что делает затруднительным применение активных систем управления; тогда единственным средством управления сроком службы являются пассивные системы.

Активные и пассивные системы глубоко взаимосвязаны и могут использоваться совместно в рамках решения как прямых, так и обратных задач управления. Такое комбинированное управление жизненным циклом изделий представляется наиболее эффективным.

Виды систем управления ЖЦИ по этапу реализации. Управление ресурсом возможно на всех этапах жизненного цикла изделия.

Конструкторские. На стадии конструированияв материал необходимо заложить запас прочности, достаточный для заданного срока службы изделия. Для этого необходимы научно обоснованные методы регламентирования механических свойств изделий, выбора смазочных материалов. Регламентируются допуски, параметры микрогеометрии. При конструировании также предусматриваются средства снижения динамических напряжений, охлаждения материала, устраняются участки концентрации напряжений. При этом в последнее время все чаще используют средства компьютерного конечно-элементного моделирования.

Производственные. На этапе производствапроисходит технологическое обеспечение заданного ресурса. Основное внимание при этом уделяется упрочняющим технологиям и сборке. Важным этапом производства является контроль качества изделий. Здесь в последнее время на лидирующие позиции выходит применение ускоренных методов испытаний, но для этого необходимо строгое обоснование режимов форсированных испытаний, что представляет собой весьма непростую задачу, которая в настоящее время решается поиском эмпирической корреляции между результатами обычных и ускоренных испытаний.

Эксплуатационные. На стадии эксплуатациипроисходит рациональная реализация заложенного в изделие ресурса. При нормировании показателей надежности, как правило, пользуются принципом избыточности, вследствие чего после выработки назначенного срока службы у изделий часто остается запас прочности, но величина его случайна и требует при эксплуатации дополнительной оценки. Это требует корректных методов диагностики и прогнозирования остаточного ресурса, основанных на адекватных критериях прочности. Аналогичная ситуация возникает, когда в эксплуатацию вводятся детали, имевшие ранее наработку, для которых нужно оценить выработанный ресурс. Диагностика состояния материалов необходима перед ремонтом (восстановлением) изношенных деталей.

Виды систем управления ЖЦИ по цели управления.Можно выделить две основные цели управления ресурсными характеристиками материала: первая и основная цель заключается во всемерном повышении безотказного срока службы изделия, т.е. в повышении долговечности материалов в существующих условиях функционирования; вторая – в тарированном понижении долговечности, что актуально, например, при разработке методик ускоренных испытаний. В первом случае имеет место ресурсоповышающая система, во втором – ресурсосберегающая. Наименование последней обусловлено тем, что повышение ресурса достигается за счет дополнительных материальных, энергетических и временных затрат на повышение прочности материала. Причем с повышением показателей качества отношение приращения долговечности объекта к приращению затрат на обеспечение его надежности нелинейно возрастает. Поэтому, как известно, показатели надежности нормируются, например, по критерию минимальной стоимости жизненного цикла изделия. Одним из эффективных способов снижения затрат на изготовление сложных объектов является выравнивание разрыва между долговечностями (для восстанавливаемых изделий – средней наработки на отказ) самого «слабого» и самого надежного элементов в системе. Таким образом, по отношению к первым элементам целесообразно применение ресурсоповышающего воздействия, а по отношению ко вторым – ресурсосберегающего.

PLM-системы.

Конечная цель любого предприятия – прибыль, эффективность бизнеса. Одной из характерных черт современного промышленного производства являются жесткие требования к конкурентоспособности продукции. Что, в свою очередь, требует и быстрых темпов разработки и запуска продукции в производство и налагает высокие требования на качество продукта, его соответствие рынку. Инженерным языком говоря, производство работает в меньших допусках относительно того, как это было двадцать-тридцать и даже десять лет назад. Это стало возможным во многом благодаря широкому внедрению сначала САПР, затем организации обмена данными между проектными и производственными системами и на современном этапе созданию систем, полностью описывающих жизненный цикл изделия от концепции до описания технологических процессов его изготовления и эксплуатации.

Тем не менее время поджимает, если предприятие намерено успешно конкурировать на современном по сути интернациональном рынке, стоит задуматься об использовании современных средств создания продуктов. Примеры таких успешных подходов уже есть. Конечно, работы по освоению новых технологий предстоит немало, но дорогу осилит идущий, а опыт тех, кто уже прошел этот путь, говорит, что эффект, в первую очередь экономический, в конечном итоге значителен. Так, например, по оценкам специалистов Красноярского комбайнового завода за счет использования PLM сроки создания новой модели и запуска ее в производство сократились с 6-7 лет до 3-х. Конструкторам ОАО «Гражданские Самолеты Сухого» использование PLM обеспечило оперативную коллективную работу с многочисленными смежниками, в том числе и зарубежными поставщиками оборудования и комплектующих.

Системы PLM появились примерно два десятилетия назад, но вскоре возникла необходимость отделить автоматизацию процессов проектирования и подготовки производства (CAD/CAM) от управления информацией, сопровождающей изделия. Тогда появилось самостоятельное от CAD/CAM направление Product Data Management (PDM), т. е. управление данными об изделиях; в основном оно связано с документооборотом конструкторской и технологической документации. Авиационные конструктора как-то сказали: «Документацией на современный истребитель можно загрузить целиком большой транспортный самолет». Из этого примера видно, насколько актуально было создание PLM.

Выделяют три основных этапа эволюции платформ управления жизненным циклом изделия за последнее время. На каждом этапе появлялся новый блок возможностей PLM, не отменяя при этом функции, сложившиеся на предыдущем этапе.

2000—2005 годы. Управление данными об изделии с поддержкой совместной работы:

2005—2010 годы. Расширенные возможности управления жизненным циклом изделия:

2010 год и далее. Социальная разработка продуктов:

Основным отличием на современном этапе стало использование веб-ориентировной платформы, как единой базы для комплекса решений, основанных на связных продуктах.

В состав PLM для отраслей машиностроения обычно включают программы систем CAD, CAM, CAE, PDM, ERP и средства системной интеграции.

Информация об объекте, содержащаяся в PLM-системе является цифровым макетом этого объекта. Цифровой макет — совокупность электронных документов, описывающих изделие, его создание и обслуживание. Содержит электронные чертежи и/или трёхмерные модели изделия и его компонент, чертежи и/или модели необходимой оснастки для изготовления компонент изделия, различную атрибутивную информацию по компонентам (номенклатура, веса, длины, особые параметры), технические требования, директивные документы, техническую, эксплуатационную и иную документацию. Роль цифрового прототипа во многих отраслях, таких как сложное машиностроение, особенно авто- судо- авиастроении – просто неоценима и безусловна.

Рисунок 1. Этапы ЖЦ промышленных изделий и используемые АС

В фундаменте PLM лежат три краеугольных камня:

Все эти три компоненты, объединенные связующим – единой системой документооборота (PDM) и образуют систему PLM, обеспечивающую возможность оптимизации продукта с учётом всех ипостасей его жизненного цикла и, тем самым, добиваться максимального качества при адекватной стоимости.

Основными компонентами PLM-системы на предприятии являются:

Таким образом на данный момент PLM – это современная бизнес-стратегия, применяемая ведущими производственными предприятиями для сокращения времени вывода на рынок новых продуктов за счет использования передовых средств разработки изделий (CAD/CAE) и подготовки производства (CAM/CAPP/MPM), уменьшения стоимости разработки за счет повторного использования инженерных данных и организации совместной работы распределенных коллективов (PDM).

Управление производственными процессами (англ. Manufacturing Process Management, MPM) — обобщенное название набора технологий, методов и программ, используемых при производстве изделий. MPM является ключевым элементом концепции управления жизненным циклом изделий (PLM), являясь связующим звеном между системами автоматизированного проектирования (CAD) и системами планирования ресурсов предприятия (ERP). Планирование производственных цехов, технологических процессов (CAPP, программирование станков с ЧПУ являются компонентами MPM. Система MPM тесно взаимодействует с системами управления данными об изделии (PDM), планирования ресурсов предприятия (ERP), исполнения производства (MES) и оптимизированного производственного планирования (APS).

Таким образом под PLM-системой понимают не один суперпродукт, а совокупность программных продуктов (в том числе от разных поставщиков, хотя некоторые производители стараются закрыть всю линейку).

Но. PLM-система проектируется под конкретное предприятие. Это некая совокупность технологий и методов интеграции уже функционирующих корпоративных систем (САПР, ERP, CRM и т. д.) с системами коллективной работы над созданием законченной среды, позволяющей полностью управлять процессами проектирования, тестирования, производства, обслуживания, списывания и утилизации продуктов. Термин PLM охватывает многие составляющие. Аналитики из CIMdata перечислили основные из них: базовые стандарты и технологии (XML, средства визуализации, совместной работы и интеграции приложений); инструменты подготовки инженерной информации (CAD, CAE, CAM и пр.); вспомогательные программы (хранение данных, управления информацией, документооборот); функциональные приложения (для управления конфигурациями, версиями) и корпоративные системы (ERP, CRM, SCM и т. д.). Объединяя все эти компоненты, PLM позволяет создать своего рода связующее ПО (middleware), интегрирующее все информационные системы предприятия и поддерживающее коллективную работу над проектами для предприятия.

Лидеры мирового рынка

CALS-технология

Задачей CALS является преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс путем информатизации и реструктуризации (реинжиниринга[2]) входящих в него бизнес-процессов. Средством достижения этой задачи является применение современных информационных и телекоммуникационных технологий (ИКТ). CALS символизирует две основные идеи, реализующие задачу CALS. Первая часть термина «CALS» (Continuous Acquisition) означает постоянное повышение эффективности (развитие) как самого изделия, так и процессов взаимодействия между поставщиком и потребителем изделия в течение его ЖЦ. Вторая часть термина «CALS» (Life cycle Support) обозначает путь такого развития: внедрение новых информационных и организационных технологий разработки изделия, например, параллельного проектирования или междисциплинарных рабочих групп. Это приводит к увеличению инвестиций на этапах создания и модернизации изделия, позволяет более полно учесть потребности заказчика и условия эксплуатации, что, в свою очередь, ведет за собой снижение затрат на этапах эксплуатации и обслуживания изделия и, в конечном итоге, сокращение затрат на весь ЖЦ изделия.

Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных’ любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в раз­личного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т.п.

CALS-технологии подразумевают использование различных CAD/ CAM/CAE/PDM-систем. Отдельные модули этих систем в рамках одного предприятия позволяют осуществлять управление проектом (PDM-системы), инженерные расчёты, анализ, моделирование и оптимизацию проектных решений (CAE-системы), двух- и трёхмерное проектирование деталей и сборочных единиц (CAD-системы), разработку технологических процессов, синтез управляющих программ для тех­нологического оборудования с ЧПУ, моделирование процессов обра­ботки, в том числе построение траекторий относительного движения инструмента и заготовки в процессе обработки, расчёт норм времени обработки (САМ-системы).

· регламентацию непрерывной компьютеризированной поддержки жизненного цикла создания и экспорта сложной наукоёмкой продукции с учётом требований международных и зарубежных стандартов;

· формирование стандартизованного комплекса технологий работы с данными, включая данные о самом продукте, процессах его создания и среде;

· создание, внедрение и эксплуатацию типовых программно-аппаратных средств;

· интеграцию информационных систем различных уровней и видов, систем САПР и АСУП на основе применения технологии открытых систем и методов функциональной стандартизации.

В России работы по внедрению и стандартизации CALS-технологий находятся на начальном этапе.

Как минимум, ИИС должна включать в свой состав две базы данных: общую базу данных об изделии (изделиях) (ОБДИ) и общую базу данных о предприятии (ОБДП).

С ОБДИ связаны все процессы на всех стадиях ЖЦ. ОБДИ обеспечивает информационное обслуживание и поддержку деятельности:

· заказчиков (владельцев) изделия;

· эксплуатационного и ремонтного персонала заказчика и специализированных служб.

Основные аспекты, определяющие эффективность применения CALS-технологий:

· компьютерная автоматизация, позволяющая повысить производительность основных процессов и операций создания информации;

· информационная интеграция процессов, обеспечивающая совместное и многократное использование одних и тех же данных. Интеграция достигается минимизацией числа и сложности вспомогательных процессов и операций, связанных с поиском, преобразованием ипередачей информации. Одним из инструментов интеграции является стандартизация способов и технологий представления данных с тем чтобы результаты предшествующего процесса могли быть использованы для последующих процессов с минимальными преобразованиями;

· переход к безбумажной организации процессов и применение новых моделей их организации.

Из этих аспектов можно выделить конкретные факторы, непосредственно влияющие на экономические показатели производства, применяющего CALS-технологии:

· сокращение затрат и трудоёмкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;

· сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок;

· сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию;

· увеличение объёмов продаж изделий, снабжённых электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов;

· сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий, которые для сложной наукоёмкой продукции подчас равны или превышают затраты на её закупку.

Всю деятельность, связанную с CALS-технологиями, можно разделить на четыре сферы.

· внедрение CALS-технологий на предприятиях;

· использование CALS-технологий при разработке и производстве продукции;

· разработка программных средств, реализующих CALS-технологии;

· управление качеством продукции на основе CALS-технологий.

Разработка программных средств, реализующих CALS-технологии, предполагает создание специализированного программного обеспечения (ПО), реализующего концепцию представления всей информации об изделии в электронном виде. Сюда относятся все программные продукты, используемые при разработке, производстве и эксплуатации продукции: САПР различного уровня, системы управления данными об изделии (PDM-системы), программы инженерных расчётов, системы подготовки эксплуатационной документации и т.д.

CALS-технологии могут применяться в промышленности только при выполнении следующих необходимых условий:

· наличия современных вычислительных средств и современной сетевой инфраструктуры (передачи данных);

· придания легитимного статуса электронной проектной, производственной, технологической, эксплуатационной и иной технической документации;

· реорганизации традиционных процессов проектирования, производства, сбыта, эксплуатации, утилизации изделий с целью их адаптации к условиям полной информатизации и безбумажных технологий;

· создании системы стандартов, дополняющих и замещающих традиционные ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД, с целью адаптации промышленности к функционированию в условиях современных ИТ, единого информационного пространства и информационной рабочей среды;

· наличия на рынке промышленных ИТ и ИС, соответствующих требованиям стандартов CALS.

В зависимости от организации информационных процессов,АИСделятся на два больших класса: (автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), САПР, экспертные системы (ЭС) и др.). По целевому назначению АИСклассифицируются на:

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник