CALS-teknologiat ovat Käsite ja määritelmä, käyttötarkoitus

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Teollisten tuotantojärjestelmien kehityksen historiassa tapahtui tapahtumia, jotka loivat edellytykset vallankumoukselliselle tekniikan harppaukselle. Ja olemassaolonsa perusteella ne johtivat muutokseen paitsi yritysten, joissa innovatiivisia prosesseja toteutettiin, myös koko maailman ulkonäköön. Ensimmäisen höyrykoneen luominen oli ensimmäinen sysäys teknisten koneiden ja mekanismien syntymiselle, jotka sata vuotta myöhemmin muuttuivat nykyaikaisiksi laitteiksi tuotteiden valmistukseen. Sähkömagneettisen induktion keksimisestä tuli perusta uudelle alkuainepohjalle ensimmäisten ladattavien akkujen rakentamisesta nykyaikaisiin tietokoneisiin, puhelimiin ja eri laitteiden sähköosiin. Henry Fordin ensimmäiset autojen kokoonpanolinjat esittelevät suuntauksen suuryrityksille tuleville vuosikymmenille. Toyotan "Lean Manufacturing" -menetelmät ja -konseptit ovat tehneet mahdolliseksi luoda joustavia, räätälöityjä järjestelmiä, joissa resurssien kulutus on mahdollisimman pieni ja tuotteen laatu on paras mahdollinen. Itse asiassa puhumme teollisista vallankumouksista tuotannon ja palvelujen tarjoamisen alalla.

Tiedon intensiivinen kehittäminenviestintä- ja viestintäalan teknologiat, monimutkaisten järjestelmien suunnittelu ja uusien tiedonhallintatekniikoiden kehittäminen loivat edellytykset seuraavien innovaatioiden syntymiselle - nämä ovat CALS-teknologioita.

Hakemuksen osuvuus

Nykyään ei ole käytännössä minkäänlaista ihmisen toimintaa ilman tiedon kehittämisen tulosten käyttöä. Lääketiede, kevyt ja raskas teollisuus, peliteollisuus, tieteellinen ja innovatiivinen toiminta – erilaiset ohjelmistotuotteet helpottavat prosesseja ja ovat usein niiden kriittisiä elementtejä.

Teollisuusyritysten toiminta-alojen informatisoinnin syventäminen edelleen on nykyään tärkeä edellytys talouden onnistumiselle. Älykkäät suunnitteluprosessit, automatisoidut prosessit yrityksen tuotantotoimintojen hallintaan sekä sen tekninen uudelleenjärjestely ja innovatiivisten tietokoneistettujen teknisten prosessien luominen mahdollistavat suurelta osin optimaalisen resurssiv altaisen tuotannon muodostamisen teollisen potentiaalin täydellisellä paljastamisella.

Viime vuosikymmeninä syntyneitä progressiivisia menetelmiä ja lähestymistapoja tuotannon ohjaukseen kutsutaan yleensä logistiikkateknologioiksi. Tämä johtuu siitä, että logistiikka tutkii ja muodostaa erilaisia tuotanto- ja organisaatiotoimintojen virtoja, jotka sisältävät materiaali-, rahoitus- ja tietorakenteita. Siksi on oikeampaa puhua CALS-teknologioista logistiikassa.

Tämän lähestymistavan tärkein ero on luoda hallintajärjestelmä, joka ei automatisoi tietyntyyppisiä töitä, toimintoja ja tehtäviä, vaan mahdollistaa yrityksen kaikkien prosessien virallistamisen - suunnittelun, tuotannon, toimituksen, myynnin, -myyntipalvelu.

Luomisen historia

Yleisesti ottaen CALS-teknologia on prosessi, jossa luodaan yksittäinen tietotila yhden tuotteen elinkaaren tukijärjestelmässä. Tuotantojärjestelmien kehittymisen myötä tuli tarpeelliseksi kehittää mekanismeja ja menettelytapoja nopeaan tiedonvaihtoon tuotantosuhteiden eri subjektien välillä tuotteiden käytön eri vaiheissa.

Tämä konsepti otettiin alun perin käyttöön Yhdysv altain armeijassa paperityön vähentämiseksi, asiakkaiden ja aseiden ja ammusten toimittajien välisen palautteen tehostamiseksi, järjestelmän hallittavuuden parantamiseksi ja tietoalueen kokonaiskustannusten vähentämiseksi. Itse lyhenne CALS tarkoitti "Computer Supply Support".

Kokeellisella tehokkuudella (kokeellisten tietojen mukaan työn tuottavuus on kasvanut merkittävästi ja käyttötappiot pienentyneet) CALS-teknologiat ja CALS-järjestelmät ovat ajan myötä laajentaneet merkittävästi toiminta-aluettaan. Useat koneenrakennus-, rakennus- ja kuljetusalat, korkean teknologian teollisuuden projektikehitysalue. Lisäksi, jos alun perin sovellus rajoittui tuotantoon ja toimintaan, nyt konsepti oli voimassakaikissa tuotteen elinkaaren vaiheissa – markkina-analyysistä fysikaalisesta tai vanhentuneisuudesta johtuvaan hävitysprosessiin.

Nykyään CALS-teknologioiden käytöstä on tullut ylikansallinen strategia paperittomassa sähköisessä prosessinhallinnassa tuotteen elinkaaren eri tasoilla. On olemassa useita kymmeniä organisaatioita, jotka koordinoivat näiden järjestelmien kehittämistä eri v altioiden ja liittoutumien tasolla (esim. Pohjois-Atlantin liitto).

Lyhyt yhteenveto

CALS-teknologioiden pääperiaatteet perustuvat tuotteen olemassaolon vaiheiden hallintaan ja organisointiin. Näitä ovat:

• varmista järjestelmän hallinta (erityisten tietotilojen käyttö);
• kustannusten minimoiminen kaikissa vaiheissa;
• vakiomekanismien käyttö hallittujen objektien kuvaamiseen (tietovirtojen integrointi);
• ohjelmaelementtien eriyttäminen yhteisten standardien (data- ja pääsyrajapinnat) ja alustojen kaupallisen käytön perusteella;
• tietojen esittäminen paperittomalla pohjalla, ensisijaisesti sähköisen allekirjoituksen käyttö;
• kaikkien prosessien liittyvä suunnittelu;
• jatkuva säätö ja parantaminen optimaalisen johtamismallin luomiseksi.

Tietotason luominen sisältää ongelman ratkaisemisen kahdella tasolla:

• tuotannon yksittäisten elementtien automatisointi ja niihin liittyvien tiedonhallintavirtojen muodostaminentiedot;
• erilaisten tietolohkojen kokoonpano (joka homogeenisen tietoympäristön saamisen lisäksi takaa myös yrityksen kokonaisstrategian koostumuksen).

CALS-teknologioiden oikea-aikainen ja jatkuva kehittäminen on välttämätön edellytys tuotantojärjestelmän tekniselle kehitykselle.

Integroidun ympäristön etuja ovat:

• suojaa tiedot ajan myötä (varmista eheys);
• tarjoaa pääsyn tietoihin kaikille projektin osallistujille heidän asemastaan avaruudessa riippumatta;
• tietojen häviämisen minimoiminen;
• järjestelmän joustavuus reagoida tehtyihin säätöihin (muutokset ovat saatavilla lähes välittömästi koko järjestelmässä);
• prosessoinnin suorituskyvyn lisääminen;
• Tehokkaat ja monipuoliset suunnittelu- ja tukialustat.

CALS-tekniikan edut koneenrakennuksessa

CALSin käyttömahdollisuudet teollisuusyrityksissä ovat erikoistuneen organisaatio- ja tietoympäristön muodostaminen, joka mahdollistaa:

• lisätä merkittävästi eri toimialojen välistä yhteistyötä yhtenäisten tietojenkäsittelystandardien ansiosta;
• vähentää yritysten alueellisen sijainnin vaikutusta ja siten rajoittaa etäisyyksien vaikutusta vuorovaikutuksen tehokkuuteen;
• luoda virtuaalisia tuotantoelementtejä, joiden avulla voit ohjata tuotteiden suunnittelua, tuotantoa ja toimintaa yksittäisten käytännön tehtävien tasolla;
• suojaa työtuloksia perustuentyön tulosten jatkuvuus tuotteen elinkaaren kaikissa vaiheissa;
• optimoi kustannukset vähentämällä paperityötä;
• käytä johtamis- ja valvontaprosessien "avoimuutta" integroitujen mallien kehityksen ansiosta;
• luo tehokas tietotuki tuotantosyklin kaikkiin vaiheisiin;
• luoda yhteinen tuotetietojen standardointijärjestelmä;
• varmista tuotteen vaadittu laatutaso.

CALS-teknologioiden perusteiden soveltaminen on erittäin tärkeää, jotta yrityksen kehitystaso säilyy nykyaikaisten trendien mukaisesti kansainvälisellä teollisuusarenalla.

Yleiset lähestymistavat tietoinfrastruktuurin luomiseen

Päämekanismi tuotteiden suunnittelussa ja myöhemmässä mukauttamisessa sarjatuotantoon on tuotannon tekninen valmistelu. Pääsääntöisesti se toteutetaan kolmessa päävaiheessa - suunnittelun kehittäminen ja graafinen dokumentointi, teknologian kehittäminen ja tuotantojärjestelmän valmistelu sekä taloudellisen tehokkuuden kann alta optimaalisten suunnittelu- ja teknologiavaihtoehtojen valinta. Tämä menettelytapa siitä hetkestä lähtien, kun sitä käytettiin Neuvostoliiton puolustusyrityksissä 60-luvun puolivälissä, on tullut tutuksi siviilisektorin järjestelmiin. Sen käytön ansiosta uusien rakenteiden suunnitteluun ja käyttöönottoon tarvittava aika on lyhentynyt merkittävästi ja tuotteiden luotettavuus on yli kaksinkertaistunut. Samalla merkittäväälaadunvarmistuksen tulokset.

Modernisessa tietokonetekniikassa on työkaluja ja lähestymistapoja, joiden avulla voit yhdistää kaikki tuotantotiedot ja esittää ne sähköisen mallin muodossa. Tämä helpottaa teknisten analyysien tekemistä, erilaisten suunnittelun (teknologisten) spesifikaatioiden laatimista, teknisten käsikirjojen ja valmiiden teknisten ratkaisujen luetteloiden kehittämistä. CALS, FDI-informaatioteknologiat ovat yleinen trendi tuotannon suunnittelujärjestelmien kehittämisessä.

Tutkimusalueet

Esimerkkejä CALS-tekniikoista ovat digitaalisia tuotannon suunnittelumenetelmiä, jotka tukevat tuotteen elinkaaren hallintaa (Product LifecycleManagement) - ns. PLM-järjestelmiä.

Näihin kuuluvat seuraavat järjestelmäluokat:

• CAD - (Computer Aided Design) - tuotteiden ja elementtien suunnitteluongelmien ratkaiseminen; esineiden mallinnus tasossa (2D-malli) ja avaruudessa (3D-malli); keinot piirustusten saamiseksi; rakenneelementtien tietoarkistot ja dokumenttipohjien luominen.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - esineiden ominaisuuksien tutkimus (valmistuksen ja käytön aikana); varmennusjärjestelmien luominen kohteen analysointia varten kehitetyn mallin mukaisesti; objektiparametrien optimointi määritettyjen ehtojen ja rajoitusten mukaan.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - CNC-koneohjainten ohjelmointi; työkalun liikeradan vaihtoehtojen tutkiminen koneistetun pinnan algoritmien mukaisesti; geometristen ristiriitojen analyysi; sovittaminen varusteisiin.
• PDM -(Tuotetietojen hallinta) - tietojen tallennus ja dokumentaation valvonta; näytearkiston luominen; tiedon saannin ja sen suojan varmistaminen.

Yritysresurssien hallinta

Toinen laskentamenetelmien tärkeä tehtävä on erilaisten resurssien ja yritysvirtojen reaaliaikainen hallinta - logistiikka, talous, varastointi, henkilöstö, suunnittelu ja markkinointi. Yllä olevia tehtäviä toteuttavia järjestelmiä kutsutaan ERP-järjestelmiksi (Enterprise Resource Planning - Enterprise Resource Management).

Tällaiset järjestelmät edustavat uutta CALS-teknologioiden hallintamenetelmää, joka toteuttaa vaaditut toiminnot erityiseen tietoinfrastruktuuriin perustuen.

Tämän luokan ohjelmistotuotteiden tyypillisiä toimintoja ovat:

• erilaisten eritelmien luominen ja hallinta (voit määrittää lopullisen tuotteen, ottaa huomioon kaikki tuotantoon tarvittavat resurssit);
• myynnin hallinta (tuotemyyntiennuste myyntisuunnitelmien perusteella);
• materiaalitarpeen analyysi (erien koon ja toimitusaikojen määrittäminen, tietyt raaka-aine- ja komponenttiryhmät);
• hankintatoimintojen organisointi (toimitussopimusten solmiminen, yrityksen varastotoiminnan optimointi);
• tuotantokapasiteetin käytön suunnittelu (sekä koko yrityksen että yksittäisten työpajojen tai työpaikkojen tasolla);
• taloudellisten resurssien valvonta (kirjanpitoja tilintarkastus).

Huomaa, että esitetyt CALS-teknologiat ovat käsitteellinen perusta tietotuelle tuotteiden luomisen ja käytön elinkaarelle. Mikä osoittaa sen maksimaalisen tehokkuuden, kun molemmat järjestelmät (PLM ja ERP) yhdistetään.

Järjestelmän käyttö

CALS-teknologiat ovat ennen kaikkea liiketoimintaprosessien tietotukimenetelmä, joka on löytänyt sovelluksensa tuotantotoiminnan eri osa-alueilla. Sen levittämisen ja käytön tehokkuus perustuu tarkoituksenmukaisen tietoympäristön systemaattiseen kehittämiseen. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi välttämätön edellytys on erityisten koostumuslähestymistapojen käyttö uusien tukijärjestelmien muodostamiseksi.

Esimerkki tällaisesta yrityksestä Venäjän markkinoilla on CALS-teknologian tutkimuskeskus "Applied Logistics". Yrityksen päätehtävät ovat progressiivisten alustojen ja niiden käytön standardien tasossa. Päätoiminnot ovat: erilaisten suunnittelutietojen operatiivisen seurannan toteuttaminen ja tuotehäviöiden minimointi.

CALS-tekniikoiden tutkimuskeskus - useiden tunnettujen kirjoitusalustojen kehittäjä. Tehdään niistä lyhyt katsaus.

PDM-sovellusluokka

Estää tietolähdettä, joka perustuu erityisillä kansainvälisillä ISO-standardeilla virallistettuihin malleihin.

Yleisimpiä ominaisuuksia ovat:

• rakenteiden pääominaisuuksien tietojen hallinta;
• tutkimuslaitemyöhemmät järjestelmämuutokset;
• logistiikan periaatteiden noudattamisen analyysi;
• tietojen kerääminen tuotteiden laatukomponentin parametreista;
• ohjaustaulukkooperaatiot;
• elementtijoukkojen vuorovaikutuksen varmistaminen (CAD-CAM jne.).

Kuten näet, CALS-teknologian käyttö mahdollistaa tuotteen täyden hallinnan suunnittelun elementtipohjan tasolla.

Lisäominaisuudet:

• luokitusluetteloiden (viitetietopankkien) käyttö ja hallinta;
• valmistustiedon hallinta;
• hallita tuoteparametreja reaaliajassa;
• tuotteiden muuttujarakenteen puukaavioiden kehittäminen;
• työskentely rakennemallien kanssa aikaisempien vaihtoehtojen mukaan;
• elementtien ominaisuuksien analyysi eri indikaattoreiden avulla;
• tuoteasettelu ja dokumentaatio: mallit, piirustukset, tekstitiedot, tietotaulukot;
• työskentely arkistojen kanssa;
• eritelmien ja lausuntojen muodostaminen;
• teknisten prosessien, laitteiden, työkalujen tiedonhallinta;
• valmistustekniikan yksityiskohdat (reitit, toiminnot, siirtymät);
• analyysi teknologiavaiheiden vuorovaikutuksesta suunnittelun elementtipohjan kanssa;
• järjestelmän eri resurssien kulutusasteiden määrittäminen;
• teknologian elementtien visualisointi työkalun hankkimiseksi;
• muuta ohjausta käsittelymenetelmillä;
• toiminnanhallinta;
• tarjoaa pääsyn tietoihin;
• tietojen täsmäytys sähköpostitseallekirjoitukset;
• laadunvalvonta;
• älykkään hakukoneen toiminnan varmistaminen;
• näyttötyyppien vaihtelu jne.

Kuten näet, toimintojen määrä ja sisältö riittävät kattavan tiedon saamiseksi kyseisen prosessin täydelliseen analyysiin.

Teknisen oppaan rakentaja

Työskentelee monimutkaisten järjestelmien toimintaa koskevien asiakirjojen parissa. Se perustuu kansainvälisiin vaatimuksiin, jotka säätelevät tuotteiden logistista tukea. Standardin perusideana on työskennellä tietoyksiköiden kanssa. Pääkonsepti on dokumentaation modulaarisuus. Tieto pirstaloitetaan erityisillä koodeilla. Soveltamisala - kaikentyyppiset kuljetukset, sotilasvarusteet, varusteet.

Joustava mukautuminen muuttuviin olosuhteisiin tarjotaan. Kompleksi sopii sekä emoyrityksille että lähiyrityksiin (materiaalien, komponenttien valmistajat).

LSA Suite

On joukko toimenpiteitä, jotka toteuttavat tuotantojärjestelmien logistisen tuen ajoissa. Mahdollistaa useiden tehtävien ratkaisemisen, kuten vikojen kriittisyyden luotettavuuden määrittämisen, toimivan huoltomallin luomisen, tarvittavan varaosien määrän määrittämisen.

ATLAS

Erityinen alusta, joka on suunniteltu erityisesti lentoteknisten järjestelmien toimintaa koskevien tietojen käsittelyyn. Määritetty turvallisuus varmistetaan jatkuvalla tilan valvonnalla. Suoritettu analyysi ja myöhemmät päivitykset mahdollistavat merkittävästikustannussäästöjä.

Käyttöesimerkkejä

CALS-teknologiaa Venäjällä käyttävät monet kotimaiset yritykset, sekä siviili- että sotilassektorilla. Sähköistä dokumentaatiota käytetään monissa tuotteissa. Esimerkiksi ilmailussa lentokoneita, helikoptereita, lentokoneiden moottoreita ja komponentteja varten. Lisäksi meneillään on navigointijärjestelmien, puhelin- ja radioviestinnän sekä ohjausjärjestelmien kehitys. Niitä käytetään autojen laitteiden suunnittelussa ja kehittämisessä. Järjestelmän elementtejä käytetään Voronežin mekaanisessa tehtaassa, v altionyhtiössä "Rosatom", ydinvoimalaitoksessa "Aerosilassa", OJSC "Russian Railways" ja muissa. Kuten näette, CALS-tekniikan esimerkkejä on melko monenlaisia.

Johtopäätös

CALS-tekniikoiden hallinta on organisaatioiden todellinen ja nykyaikainen tehtävä. Täydellisen informatisoinnin aikakaudella paikallisten ja globaalien tietotilojen läsnäolo on keskeinen kehitysstrategia. CALS-standardit, jotka perustuvat erilaisiin ohjelmistojärjestelmiin, ovat perusta nykyaikaisten korkean teknologian tuotteiden luomiselle automatisoiduilla tuotantojärjestelmillä.

Tuotannon organisoinnin perustavanlaatuisten uusien elementtien aika on tullut, jotka perustuvat kokonaisv altaisiin johtamisprosesseihin ja automatisoitujen työpaikkojen käyttöönottoon suunnittelu- ja teknologisessa ympäristössä. Ja vaikka siirtyminen vanhentuneista teknisistä laitteista työstökoneisiin numeerisella ohjauksella jamoniakseliset työstökeskukset (ja nämä ovat kaikki CALS-teknologioita) vaativat v altavia henkisiä, materiaali- ja taloudellisia kustannuksia, kaikkien yritysten, jotka haluavat tavata ajan hengen, on mentävä tätä tietä.