CALS-technologieën zijn Concept en definitie, toepassingsdoel

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

In de geschiedenis van de ontwikkeling van industriële productiesystemen vonden er gebeurtenissen plaats die de voorwaarden creëerden voor een revolutionaire sprong in technologie. En door het feit van hun bestaan hebben ze geleid tot een verandering in het uiterlijk van niet alleen ondernemingen waar innovatieve processen werden uitgevoerd, maar ook van de hele wereld. De oprichting van de eerste stoommachine was de eerste aanzet voor de opkomst van technologische machines en mechanismen, die honderd jaar later werden omgezet in moderne apparatuur voor de vervaardiging van producten. De ontdekking van elektromagnetische inductie werd de basis van een nieuwe elementaire basis, van de constructie van de eerste oplaadbare batterijen tot moderne computers, telefoons en het elektrische deel van verschillende apparaten. Henry Ford's introductie van de eerste assemblagelijnen voor auto's zette de trend voor grote ondernemingen voor de komende decennia. Toyota's "Lean Manufacturing"-methoden en -concepten hebben het mogelijk gemaakt om flexibele, op maat gemaakte systemen te creëren met een minimaal verbruik van hulpbronnen en een maximale productkwaliteit. In feite hebben we het over industriële revoluties op het gebied van productie en dienstverlening.

Intensieve ontwikkeling van informatietechnologieën op het gebied van communicatie en communicatie, het ontwerpen van complexe systemen en het ontwikkelen van nieuwe technologieën voor informatiebeheer creëerden de voorwaarden voor de opkomst van de volgende innovaties - dit zijn CALS-technologieën.

Relevantie van de toepassing

Tegenwoordig zijn er praktisch geen soorten menselijke activiteit zonder het gebruik van de resultaten van informatieontwikkeling. Geneeskunde, lichte en zware industrie, game-industrie, wetenschappelijke en innovatieve activiteiten - verschillende softwareproducten vergemakkelijken processen en zijn vaak hun kritieke element.

Verdere verdieping van de informatisering van de werkterreinen van industriële ondernemingen vandaag is een belangrijke voorwaarde voor de succesvolle ontwikkeling van de economie. Intelligente engineeringprocessen, geautomatiseerde processen voor het beheer van de productieactiviteiten van een onderneming, samen met de technische heruitrusting en de creatie van innovatieve geautomatiseerde technologische processen, maken het in grote mate mogelijk om een optimale hulpbronnenintensieve productie te vormen met volledige onthulling van het industriële potentieel.

Progressieve methoden en benaderingen van productiebeheer die de afgelopen decennia zijn ontstaan, worden meestal logistieke technologieën genoemd. Dit komt door het feit dat logistiek verschillende stromen in productie- en organisatorische activiteiten verkent en vormt, waaronder materiële, financiële en informatiestructuren. Daarom is het juister om te praten over CALS-technologieën in de logistiek.

Het belangrijkste verschil van deze aanpak is het creëren van een managementsysteem dat bepaalde soorten werk, functies en taken niet automatiseert, maar waarmee u alle processen van de onderneming kunt formaliseren - ontwerp, productie, levering, verkoop, na -verkoopdienst.

Geschiedenis van de schepping

In algemene termen is CALS-technologie het proces van het creëren van een enkele informatieruimte in een enkel product levenscyclusondersteuningssysteem. Met de ontwikkeling van productiesystemen werd het noodzakelijk om mechanismen en procedures te ontwikkelen voor de snelle uitwisseling van gegevens tussen verschillende onderwerpen van productierelaties in verschillende stadia van het gebruik van producten.

Aanvankelijk werd dit concept geïmplementeerd in het Amerikaanse leger om de hoeveelheid papierwerk te verminderen, de efficiëntie van feedback tussen klanten en leveranciers van wapens en munitie te verhogen, de systeembeheersbaarheid te verbeteren en de totale kosten voor het informatiegebied te verlagen. De afkorting CALS zelf stond voor "Computer Supply Support".

Met een redelijke efficiëntie (volgens experimentele gegevens is de arbeidsproductiviteit aanzienlijk toegenomen en zijn de bedrijfsverliezen afgenomen), hebben CALS-technologieën en CALS-systemen hun werkterrein in de loop van de tijd aanzienlijk uitgebreid. Diverse takken van machinebouw, bouw en transport, het gebied van projectontwikkeling van hightech industrieën. Bovendien, als de toepassing aanvankelijk beperkt was tot productie en gebruik, was het concept nu geldigin alle stadia van de productlevenscyclus - van marktanalyse tot het verwijderingsproces als gevolg van fysieke of veroudering.

Tegenwoordig is het gebruik van CALS-technologieën een internationale strategie geworden voor papierloos elektronisch procesbeheer op verschillende niveaus van de productlevenscyclus. Er zijn enkele tientallen organisaties die aspecten van de ontwikkeling van deze systemen coördineren op het niveau van verschillende staten en allianties (bijvoorbeeld de Noord-Atlantische Alliantie).

Een korte samenvatting

De belangrijkste principes van CALS-technologieën zijn gebaseerd op de controle en organisatie van de stadia van het productbestaan. Deze omvatten:

• zorg voor systeembeheer (gebruik van speciale informatieruimtes);
• kostenminimalisatie in alle stadia;
• gebruik van standaardmechanismen voor het beschrijven van beheerde objecten (integratie van informatiestromen);
• differentiatie van programma-elementen op basis van het gebruik van gemeenschappelijke standaarden (gegevens- en toegangsinterfaces) en het gebruik van platforms op commerciële basis;
• weergave van informatie op papierloze basis met prioriteit voor het gebruik van een elektronische handtekening;
• geassocieerde engineering van alle processen;
• continue bijsturing en verbetering om tot een optimaal managementmodel te komen.

Het maken van een informatievlak omvat het oplossen van een probleem op twee niveaus:

• automatisering van afzonderlijke productie-elementen en de vorming van gerelateerde informatiebeheerstromengegevens;
• samenstelling van verschillende informatieblokken (die naast het verkrijgen van een homogene informatieomgeving ook garant staan voor de samenstelling van de algehele strategie van de onderneming).

Tijdige en continue ontwikkeling van CALS-technologieën is een noodzakelijke voorwaarde voor de technische ontwikkeling van het productiesysteem.

De voordelen van een geïntegreerde omgeving zijn:

• gegevens in de loop van de tijd beschermen (integriteit waarborgen);
• toegang bieden tot informatie voor alle projectdeelnemers, ongeacht hun positie in de ruimte;
• minimaliseren van gegevensverlies;
• flexibiliteit van het systeem om te reageren op de gemaakte aanpassingen (wijzigingen zijn vrijwel onmiddellijk beschikbaar in het hele systeem);
• verhogende verwerkingscapaciteit;
• Krachtige en diverse ontwerp- en ondersteuningsplatforms.

Voordelen van CALS-technologie in de machinebouw

Vooruitzichten voor het gebruik van CALS in industriële ondernemingen liggen in de vorming van een gespecialiseerde organisatie- en informatieomgeving die het volgende mogelijk maakt:

• het niveau van samenwerking tussen verschillende industrieën aanzienlijk verhogen dankzij uniforme normen voor informatieverwerking;
• verminder de invloed van de territoriale ligging van ondernemingen en beperk daarmee de invloed van afstanden op de effectiviteit van interactie;
• maak virtuele productie-elementen waarmee u het ontwerp, de productie en de werking van producten kunt regelen op het niveau van individuele praktische taken;
• bescherm werkresultaten op basis vancontinuïteit van het werk resulteert in alle stadia van de productlevenscyclus;
• kosten optimaliseren door papierwerk te verminderen;
• gebruik de "transparantie" van beheer- en controleprocessen, dankzij de ontwikkeling van geïntegreerde modellen;
• creëer krachtige informatieondersteuning voor alle stadia van de productiecyclus;
• maak een gemeenschappelijk standaardisatiesysteem voor productinformatie;
• zorg voor het vereiste niveau van productkwaliteit.

Toepassing van de fundamenten van CALS-technologieën is uiterst belangrijk om het ontwikkelingsniveau van de onderneming met moderne trends in de internationale industriële arena te behouden.

Algemene benaderingen voor het creëren van informatie-infrastructuur

Het belangrijkste mechanisme voor het ontwerp en de daaropvolgende aanpassing van producten aan serieproductie is de technische voorbereiding van de productie. In de regel wordt het geïmplementeerd in drie hoofdfasen: ontwerpontwikkeling en grafische documentatie, technologie-ontwikkeling en productiesysteemvoorbereiding, evenals de keuze van optimale ontwerp- en technologische opties vanuit het oogpunt van economische efficiëntie. Deze procedure, vanaf het moment dat deze werd gebruikt bij de defensiebedrijven van de USSR in het midden van de jaren '60, is bekend geworden bij civiele sectorsystemen. Dankzij het gebruik ervan is de tijd voor het ontwerpen en voorbereiden van de exploitatie van nieuwe constructies aanzienlijk verminderd en is de betrouwbaarheid van het product meer dan verdubbeld. Tegelijkertijd, significantkwaliteitsborging resultaten.

Moderne computertechnologie heeft tools en benaderingen waarmee u alle productiegegevens kunt consolideren en presenteren in de vorm van een elektronisch model. Dit vergemakkelijkt de technische analyse, het maken van verschillende (technologische) ontwerpspecificaties, het ontwikkelen van technische handleidingen en catalogi van kant-en-klare technische oplossingen. CALS, FDI-informatiseringstechnologieën zijn een algemene trend in de ontwikkeling van productieontwerpsystemen.

Onderzoeksgebieden

Voorbeelden van CALS-technologieën zijn digitale productie-ontwerpmethoden die product lifecycle management ondersteunen (Product LifecycleManagement) - de zogenaamde PLM-systemen.

Deze omvatten de volgende klassen van systemen:

• CAD - (Computer Aided Design) - problemen oplossen bij het ontwerpen van producten en elementen; modellering van objecten op een vlak (2D-model) en in de ruimte (3D-model); middelen om tekeningen te verkrijgen; gegevensarchieven over structurele elementen en het maken van documentsjablonen.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - studie van de eigenschappen van objecten (tijdens fabricage en gebruik); creatie van verificatiesystemen voor de analyse van het object volgens het ontwikkelde model; optimalisatie van objectparameters volgens gespecificeerde voorwaarden en beperkingen.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programmering van CNC-machinecontrollers; studie van gereedschapstrajectopties volgens de algoritmen van het bewerkte oppervlak; analyse van geometrische conflicten; passend bij apparatuur.
• PDM -(Product Data Management) - gegevensopslag en documentatiebeheer; het creëren van een archief van monsters; toegang tot informatie en de bescherming ervan garanderen.

Enterprise resource management

Een andere belangrijke functie van computationele methoden is het re altime beheer van verschillende middelen en bedrijfsstromen - logistiek, financieel, warehousing, personeel, planning en marketing. Systemen die bovenstaande taken implementeren, worden ERP-systemen genoemd (Enterprise Resource Planning - enterprise resource management).

Dergelijke systemen vertegenwoordigen een nieuwe methodologie voor het beheer van CALS-technologieën, die de vereiste functionaliteit implementeert op basis van een speciale informatie-infrastructuur.

Typische functies van deze klasse softwareproducten zijn onder meer:

• creatie en controle van verschillende specificaties (u kunt het eindproduct bepalen, rekening houden met alle benodigde middelen voor productie);
• verkoopbeheer (prognose van productverkoop op basis van verkoopplannen);
• analyse van de behoefte aan materialen (bepalen van de grootte van partijen en levertijden, specifieke groepen grondstoffen en componenten);
• organisatie van inkoopactiviteiten (vorming van leveringscontracten, optimalisatie van magazijnactiviteiten van de onderneming);
• planning van het gebruik van productiecapaciteiten (op het niveau van zowel de hele onderneming als individuele werkplaatsen of banen);
• controle van financiële middelen (boekhoudingen financiële controle).

Merk op dat de gepresenteerde CALS-technologieën de conceptuele basis vormen van informatieondersteuning voor de levenscyclus van de creatie en werking van producten. Dat toont zijn maximale efficiëntie wanneer beide systemen (PLM en ERP) samenvloeien.

Systeemgebruik

CALS-technologieën zijn in de eerste plaats een methode voor informatieondersteuning voor bedrijfsprocessen, die zijn toepassing heeft gevonden in verschillende gebieden van productieactiviteit. De doeltreffendheid van de verspreiding en het gebruik ervan is gebaseerd op de systematische ontwikkeling van een geschikte informatieomgeving. Om dit doel te bereiken, is een noodzakelijke voorwaarde het gebruik van speciale compositiebenaderingen voor de vorming van nieuwe ondersteuningssystemen.

Een voorbeeld van zo'n bedrijf op de Russische markt is het Research Center for CALS-technologies "Applied Logistics". De belangrijkste taken van het bedrijf liggen op het vlak van vooruitstrevende platforms en standaarden voor het gebruik ervan. De belangrijkste activiteiten zijn: het uitvoeren van operationele monitoring van verschillende ontwerpgegevens en het minimaliseren van productverliezen.

Research Center for CALS-technologies - ontwikkelaar van verschillende bekende auteursplatforms. Laten we er een kort overzicht van maken.

PDM-toepassingsklasse

Vertegenwoordigt een gegevensbron op basis van modellen die zijn geformaliseerd door speciale internationale ISO-normen.

De meest voorkomende kenmerken zijn:

• controle van informatie over de belangrijkste eigenschappen van structuren;
• onderzoeksapparaat voordaaropvolgende systeemwijzigingen;
• analyse van naleving van logistieke principes;
• gegevens verzamelen over de parameters van de kwaliteitscomponent van producten;
• control array-bewerkingen;
• zorgen voor de interactie van elementensets (CAD-CAM, enz.).

Zoals je kunt zien, biedt het gebruik van CALS-technologieën volledige controle over het product op het niveau van de elementbasis van het ontwerp.

Extra functies:

• werking en controle van lijsten met classificaties (referentiedatabanken);
• manufacturing informatiebeheer;
• productparameters in re altime beheren;
• ontwikkeling van boomdiagrammen van de variabele structuur van producten;
• werken met patronen van structuren volgens eerdere opties;
• analyse van de kenmerken van elementen door verschillende indicatoren;
• productlay-out met documentatie: modellen, tekeningen, tekstuele informatie, gegevenstabellen;
• werken met archieven;
• vorming van specificaties en verklaringen;
• databeheer van technologische processen, apparatuur, tooling;
• detaillering van productietechnologie (routes, operaties, overgangen);
• analyse van de interactie van technologiefasen met de elementbasis van het ontwerp;
• bepaling van het verbruik van verschillende bronnen in het systeem;
• visualisatie van elementen van technologie voor het verkrijgen van een tool;
• wijzigingsbeheer door verwerkingsmethoden;
• operationeel beheer;
• toegang verlenen tot gegevens;
• reconciliatie van gegevens per e-mailhandtekeningen;
• kwaliteitscontrole;
• zorgen voor het functioneren van de slimme zoekmachine;
• variabiliteit van weergavetypes, enz.

Zoals je kunt zien, is het aantal en de inhoud van de functies voldoende om uitgebreide informatie te verkrijgen voor een volledige analyse van het proces in kwestie.

Technical Guide Builder

Werken met documentatie met betrekking tot de werking van complexe systemen. Het is gebaseerd op internationale eisen die de logistieke ondersteuning van producten regelen. De kerngedachte van de standaard is om te werken met een set informatie-eenheden. Het belangrijkste concept is documentatiemodulariteit. Informatie wordt gefragmenteerd met behulp van speciale codes. Toepassingsgebied - elk type transport, militaire uitrusting, uitrusting.

Flexibele aanpassing aan veranderende omstandigheden wordt geboden. Het complex is geschikt voor zowel moederondernemingen als aanverwante ondernemingen (fabrikanten van materialen, onderdelen).

LSA Suite

Is een reeks procedures die de logistieke ondersteuning van productiesystemen op tijd implementeert. Hiermee kunt u een aantal taken oplossen, zoals het bepalen van de betrouwbaarheid van het kritieke karakter van storingen, het creëren van een functioneel onderhoudsmodel, het bepalen van het vereiste aantal reserveonderdelen.

ATLAS

Een gespecialiseerd platform dat speciaal is ontworpen voor het verwerken van gegevens over de werking van technische luchtvaartsystemen. De gespecificeerde veiligheid wordt gegarandeerd door constante monitoring van de staat. De uitgevoerde analyse en daaropvolgende upgrades maken het mogelijk om aanzienlijkkostenbesparing.

Gebruiksvoorbeelden

CALS-technologieën in Rusland worden gebruikt door veel binnenlandse ondernemingen, zowel in de civiele als in de militaire sector. Voor veel producten wordt elektronische documentatie gebruikt. Bijvoorbeeld in de luchtvaart voor vliegtuigen, helikopters, vliegtuigmotoren en onderdelen. Daarnaast wordt gewerkt aan de ontwikkeling van navigatiesystemen, telefoon- en radiocommunicatie en besturingssystemen. Ze worden gebruikt bij het ontwerp en de ontwikkeling van auto-uitrusting. Elementen van het systeem worden gebruikt in de Voronezh Mechanical Plant, het staatsbedrijf "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Russian Railways" en anderen. Zoals u kunt zien, zijn voorbeelden van CALS-technologie behoorlijk divers.

Conclusie

Beheer van CALS-technologieën is een actuele en moderne taak voor organisaties. In het tijdperk van totale informatisering is de aanwezigheid van lokale en mondiale informatieruimten een belangrijke ontwikkelingsstrategie. CALS-normen, gebaseerd op een verscheidenheid aan softwaresystemen, vormen de basis voor de creatie van moderne hightechproducten die worden geproduceerd door geautomatiseerde productiesystemen.

Het is tijd voor fundamenteel nieuwe elementen van de organisatie van de productie, die gebaseerd zijn op end-to-end managementprocessen en de introductie van geautomatiseerde werkplekken in de ontwerp- en technologische omgeving. En hoewel de overgang van verouderde technologische apparatuur naar werktuigmachines met numerieke besturing enmeerassige bewerkingscentra (en dit zijn allemaal CALS-technologieën) vereisen enorme intellectuele, materiële en financiële kosten, alle ondernemingen die willen voldoen aan de tijdgeest moeten deze kant op.