CALS-Technologien sind Begriff und Definition, Einsatzzweck

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

In der Geschichte der Entwicklung industrieller Produktionssysteme gab es Ereignisse, die die Voraussetzungen für einen revolutionären Technologiesprung schufen. Und durch ihre Existenz haben sie zu einer Veränderung des Erscheinungsbildes nicht nur von Unternehmen geführt, in denen innovative Prozesse durchgeführt wurden, sondern der ganzen Welt. Die Schaffung der ersten Dampfmaschine war der erste Anstoß für die Entstehung technologischer Maschinen und Mechanismen, die hundert Jahre später zu modernen Geräten für die Herstellung von Produkten wurden. Die Entdeckung der elektromagnetischen Induktion wurde zur Grundlage einer neuen elementaren Basis, vom Bau der ersten wiederaufladbaren Batterien bis hin zu modernen Computern, Telefonen und dem elektrischen Teil verschiedener Geräte. Henry Fords Einführung der ersten Montagelinien für Automobile war für große Unternehmen für die kommenden Jahrzehnte richtungsweisend. Toyotas „Lean Manufacturing“-Methoden und -Konzepte haben es ermöglicht, flexible, maßgeschneiderte Systeme mit minimalem Ressourcenverbrauch und maximaler Produktqualität zu schaffen. Tatsächlich sprechen wir über industrielle Revolutionen im Bereich der Produktion und Erbringung von Dienstleistungen.

Intensive Entwicklung von InformationenTechnologien in den Bereichen Kommunikation und Kommunikation, Entwurf komplexer Systeme und Entwicklung neuer Informationsmanagementtechnologien schufen die Voraussetzungen für die Entstehung der folgenden Innovationen - dies sind CALS-Technologien.

Relevanz der Anwendung

Heute gibt es praktisch keine Arten menschlicher Aktivität ohne die Nutzung der Ergebnisse der Informationsentwicklung. Medizin, Leicht- und Schwerindustrie, Glücksspielindustrie, wissenschaftliche und innovative Tätigkeiten - verschiedene Softwareprodukte erleichtern Prozesse und sind oft deren kritisches Element.

Die weitere Vertiefung der Informatisierung der Tätigkeitsfelder von Industrieunternehmen ist heute eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung der Wirtschaft. Intelligente Engineering-Prozesse, automatisierte Prozesse zur Verw altung der Produktionstätigkeiten eines Unternehmens, zusammen mit seiner technischen Umrüstung und der Schaffung innovativer computergestützter technologischer Prozesse, ermöglichen weitgehend die Bildung einer optimalen ressourcenintensiven Produktion mit voller Offenlegung des industriellen Potenzials.

Fortschrittliche Methoden und Ansätze des Produktionsmanagements, die in den letzten Jahrzehnten entstanden sind, werden üblicherweise als Logistiktechnologien bezeichnet. Dies liegt daran, dass die Logistik verschiedene Abläufe in Produktions- und Organisationsaktivitäten erforscht und formt, die materielle, finanzielle und Informationsstrukturen umfassen. Daher ist es richtiger, von CALS-Technologien in der Logistik zu sprechen.

Der Hauptunterschied dieses Ansatzes besteht darin, ein Managementsystem zu erstellen, das nicht bestimmte Arten von Arbeit, Funktionen und Aufgaben automatisiert, sondern es Ihnen ermöglicht, alle Prozesse des Unternehmens zu formalisieren - Design, Produktion, Lieferung, Verkauf und danach -Verkaufsservice.

Schöpfungsgeschichte

Im Allgemeinen ist die CALS-Technologie der Prozess der Schaffung eines einzigen Informationsraums in einem einzigen System zur Unterstützung des Produktlebenszyklus. Mit der Entwicklung von Produktionssystemen wurde es notwendig, Mechanismen und Verfahren für den schnellen Datenaustausch zwischen verschiedenen Subjekten der Produktionsbeziehungen in unterschiedlichen Phasen der Nutzung von Produkten zu entwickeln.

Anfangs wurde dieses Konzept im US-Militär implementiert, um den Papierkram zu reduzieren, die Effizienz des Feedbacks zwischen Kunden und Lieferanten von Waffen und Munition zu erhöhen, die Systemverw altung zu verbessern und die Gesamtkosten für den Informationsbereich zu senken. Die Abkürzung CALS selbst stand für "Computer Supply Support".

Mit einer angemessenen Effizienz (nach experimentellen Daten ist die Arbeitsproduktivität erheblich gestiegen und die Betriebsverluste sind zurückgegangen) haben CALS-Technologien und CALS-Systeme im Laufe der Zeit ihr Tätigkeitsfeld erheblich erweitert. Verschiedene Branchen des Maschinenbaus, der Bau- und Verkehrsbranche, der Bereich Projektentwicklung der Hightech-Industrie. Beschränkte sich die Anwendung zudem zunächst auf die Produktion und den Betrieb, war das Konzept nun gültigin allen Phasen des Produktlebenszyklus - von der Marktanalyse bis zum Entsorgungsprozess aufgrund von physischer oder ver alteter Beschaffenheit.

Heute ist der Einsatz von CALS-Technologien zu einer länderübergreifenden Strategie für papierloses elektronisches Prozessmanagement auf verschiedenen Ebenen des Produktlebenszyklus geworden. Es gibt mehrere Dutzend Organisationen, die Aspekte der Entwicklung dieser Systeme auf der Ebene verschiedener Staaten und Allianzen (z. B. der Nordatlantischen Allianz) koordinieren.

Eine kurze Zusammenfassung

Die Hauptprinzipien der CALS-Technologien basieren auf der Kontrolle und Organisation der Produktexistenzphasen. Dazu gehören:

• Systemmanagement sicherstellen (Nutzung spezieller Informationsräume);
• Kostenminimierung in allen Phasen;
• Verwendung von Standardmechanismen zur Beschreibung verw alteter Objekte (Integration von Informationsflüssen);
• Differenzierung von Programmelementen durch Nutzung gemeinsamer Standards (Daten- und Zugriffsschnittstellen) und Nutzung von Plattformen auf kommerzieller Basis;
• Beleglose Informationsdarstellung mit vorrangiger Verwendung einer elektronischen Signatur;
• Associated Engineering aller Prozesse;
• kontinuierliche Anpassung und Verbesserung, um ein optimales Managementmodell zu schaffen.

Das Erstellen einer Informationsebene beinh altet das Lösen eines Problems auf zwei Ebenen:

• Automatisierung einzelner Produktionselemente und die Bildung von zugehörigen InformationsmanagementflüssenDaten;
• Zusammensetzung verschiedener Informationsblöcke (was neben der Erzielung einer homogenen Informationsumgebung auch die Zusammenstellung der Gesamtstrategie des Unternehmens gewährleistet).

Die rechtzeitige und kontinuierliche Entwicklung von CALS-Technologien ist eine notwendige Voraussetzung für die technische Entwicklung des Produktionssystems.

Zu den Vorteilen einer integrierten Umgebung gehören:

• Daten langfristig schützen (Integrität sicherstellen);
• Zugang zu Informationen für alle Projektbeteiligten, unabhängig von ihrer Position im Raum;
• Datenverlust minimieren;
• Flexibilität des Systems, um auf die vorgenommenen Anpassungen zu reagieren (Änderungen sind fast sofort im gesamten System verfügbar);
• Verarbeitungsdurchsatz erhöhen;
• Leistungsstarke und vielfältige Design- und Support-Plattformen.

Vorteile der CALS-Technologie im Maschinenbau

Perspektiven für den Einsatz von CALS in Industrieunternehmen liegen in der Bildung einer spezialisierten Organisations- und Informationsumgebung, die Folgendes ermöglicht:

• die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Branchen durch einheitliche Standards der Informationsverarbeitung deutlich steigern;
• den Einfluss des territorialen Standorts von Unternehmen reduzieren und dadurch den Einfluss von Entfernungen auf die Effektivität der Interaktion begrenzen;
• erstellen Sie virtuelle Produktionselemente, mit denen Sie das Design, die Produktion und den Betrieb von Produkten auf der Ebene einzelner praktischer Aufgaben steuern können;
• Arbeitsergebnisse schützen basierend aufKontinuität der Arbeitsergebnisse in allen Phasen des Produktlebenszyklus;
• Kostenoptimierung durch weniger Papierkram;
• die "Transparenz" von Führungs- und Kontrollprozessen nutzen, dank der Entwicklung integrierter Modelle;
• schaffen Sie leistungsstarke Informationsunterstützung für alle Phasen des Produktionszyklus;
• ein gemeinsames Standardisierungssystem für Produktinformationen schaffen;
• die erforderliche Produktqualität sicherstellen.

Die Anwendung der Grundlagen der CALS-Technologien ist äußerst wichtig, um das Entwicklungsniveau des Unternehmens mit modernen Trends in der internationalen Industriearena zu h alten.

Allgemeine Ansätze zur Schaffung einer Informationsinfrastruktur

Der Hauptmechanismus für das Design und die anschließende Anpassung von Produkten an die Serienproduktion ist die technische Vorbereitung der Produktion. Die Umsetzung erfolgt in der Regel in drei Hauptphasen - Designentwicklung und grafische Dokumentation, Technologieentwicklung und Produktionssystemvorbereitung sowie Auswahl der optimalen Design- und Technologieoptionen unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit. Dieses Verfahren ist seit seiner Anwendung in den Verteidigungsunternehmen der UdSSR Mitte der 60er Jahre den Systemen des zivilen Sektors vertraut. Dank seiner Verwendung wurde die Zeit für die Planung und Vorbereitung des Betriebs neuer Strukturen erheblich verkürzt und die Produktzuverlässigkeit mehr als verdoppelt. Gleichzeitig bedeutendErgebnisse der Qualitätssicherung.

Moderne Computertechnologie verfügt über Werkzeuge und Ansätze, mit denen Sie alle Produktionsdaten konsolidieren und in Form eines elektronischen Modells darstellen können. Dies erleichtert die technische Analyse, die Erstellung verschiedener (technologischer) Designspezifikationen, die Entwicklung technischer Handbücher und Kataloge mit vorgefertigten technischen Lösungen. CALS, FDI-Informatisierungstechnologien sind ein allgemeiner Trend in der Entwicklung von Produktionsdesignsystemen.

Forschungsgebiete

Beispiele für CALS-Technologien sind digitale Produktionsdesignmethoden, die das Produktlebenszyklusmanagement (Product LifecycleManagement) unterstützen - die sogenannten PLM-Systeme.

Dazu gehören die folgenden Klassen von Systemen:

• CAD - (Computer Aided Design) - Lösen von Problemen beim Entwerfen von Produkten und Elementen; Modellieren von Objekten in der Ebene (2D-Modell) und im Raum (3D-Modell); Mittel zur Beschaffung von Zeichnungen; Datenarchive zu Strukturelementen und Erstellung von Dokumentvorlagen.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - Untersuchung der Eigenschaften von Objekten (während Herstellung und Betrieb); Erstellung von Verifikationssystemen für die Analyse des Objekts nach dem entwickelten Modell; Optimierung von Objektparametern nach vorgegebenen Bedingungen und Restriktionen.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - Programmierung von CNC-Maschinensteuerungen; Untersuchung der Werkzeugbahnoptionen gemäß den Algorithmen der bearbeiteten Oberfläche; Analyse geometrischer Konflikte; passend zur Ausstattung.
• PDM -(Produktdatenmanagement) - Datenspeicherung und Dokumentationskontrolle; Erstellung eines Probenarchivs; Gewährleistung des Zugangs zu Informationen und ihres Schutzes.

Enterprise Resource Management

Eine weitere wichtige Funktion computergestützter Methoden ist die Echtzeitverw altung verschiedener Ressourcen und Unternehmensabläufe - Logistik, Finanzen, Lagerh altung, Personal, Planung und Marketing. Systeme, die die oben genannten Aufgaben umsetzen, werden als ERP-Systeme (Enterprise Resource Planning - Enterprise Resource Management) bezeichnet.

Solche Systeme stellen eine neue Methodik zur Verw altung von CALS-Technologien dar, die die erforderliche Funktionalität auf der Grundlage einer speziellen Informationsinfrastruktur implementiert.

Typische Funktionen dieser Klasse von Softwareprodukten sind:

• Erstellung und Kontrolle verschiedener Spezifikationen (ermöglicht es Ihnen, das Endprodukt zu bestimmen, alle notwendigen Ressourcen für die Produktion zu berücksichtigen);
• Verkaufsmanagement (Prognose der Produktverkäufe auf der Grundlage von Verkaufsplänen);
• Analyse des Materialbedarfs (Ermittlung von Losgrößen und Lieferzeiten, bestimmten Rohstoffgruppen und Komponenten);
• Organisation von Beschaffungsaktivitäten (Abschluss von Lieferverträgen, Optimierung von Lageraktivitäten des Unternehmens);
• Planung der Auslastung der Produktionskapazitäten (sowohl auf der Ebene des gesamten Unternehmens als auch einzelner Werkstätten oder Arbeitsplätze);
• Kontrolle der Finanzmittel (Buchh altungund Finanzprüfung).

Beachten Sie, dass die vorgestellten CALS-Technologien die konzeptionelle Basis der Informationsunterstützung für den Lebenszyklus der Erstellung und des Betriebs von Produkten sind. Was seine maximale Effizienz zeigt, wenn beide Systeme (PLM und ERP) zusammengeführt werden.

Systemauslastung

CALS-Technologien sind in erster Linie eine Methode der Informationsunterstützung für Geschäftsprozesse, die ihre Anwendung in verschiedenen Bereichen der Produktionstätigkeit gefunden hat. Die Effektivität ihrer Verbreitung und Nutzung basiert auf der systematischen Entwicklung einer angemessenen Informationsumgebung. Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Verwendung spezieller kompositorischer Ansätze zur Bildung neuer Unterstützungssysteme eine notwendige Bedingung.

Ein Beispiel für ein solches Unternehmen auf dem russischen Markt ist das Forschungszentrum für CALS-Technologien „Applied Logistics“. Die Hauptaufgaben des Unternehmens liegen in der Ebene fortschrittlicher Plattformen und Standards für deren Nutzung. Die Hauptaktivitäten sind: die Implementierung der Betriebsüberwachung verschiedener Konstruktionsdaten und die Minimierung von Produktverlusten.

Forschungszentrum für CALS-Technologien - Entwickler mehrerer bekannter Autorenplattformen. Lassen Sie uns einen kurzen Überblick über sie geben.

PDM-Anwendungsklasse

Stellt eine Datenquelle dar, die auf Modellen basiert, die durch spezielle internationale ISO-Standards formalisiert sind.

Die häufigsten Funktionen sind:

• Kontrolle von Informationen über die Haupteigenschaften von Strukturen;
• Forschungsgerät fürnachfolgende Systemänderungen;
• Analyse der Einh altung logistischer Grundsätze;
• Sammlung von Daten zu den Parametern der Qualitätskomponente von Produkten;
• Array-Operationen steuern;
• Gewährleistung des Zusammenspiels von Elementsätzen (CAD-CAM etc.).

Wie Sie sehen können, bietet die Verwendung von CALS-Technologien volle Kontrolle über das Produkt auf der Ebene der Elementbasis des Designs.

Zusatzfunktionen:

• Bedienung und Kontrolle von Klassifikatorlisten (Referenzdatenbanken);
• Manufacturing Information Management;
• Produktparameter in Echtzeit verw alten;
• Entwicklung von Baumdiagrammen der variablen Struktur von Produkten;
• Arbeiten mit Strukturmustern gemäß den vorherigen Optionen;
• Analyse der Eigenschaften von Elementen anhand verschiedener Indikatoren;
• Produktlayout mit Dokumentation: Modelle, Zeichnungen, Textinformationen, Datentabellen;
• mit Archiven arbeiten;
• Bildung von Spezifikationen und Aussagen;
• Datenverw altung von technologischen Prozessen, Anlagen, Werkzeugen;
• Detaillierung der Fertigungstechnik (Wege, Abläufe, Übergänge);
• Analyse der Interaktion von Technologiestufen mit der Elementbasis des Entwurfs;
• Bestimmung der Verbrauchsraten verschiedener Ressourcen im System;
• Visualisierung von Technologieelementen zur Beschaffung eines Werkzeugs;
• Kontrolle durch Verarbeitungsmethoden ändern;
• Betriebsleitung;
• Zugriff auf Daten bereitstellen;
• Datenabgleich per E-MailSignaturen;
• Qualitätskontrolle;
• Gewährleistung der Funktionsfähigkeit der intelligenten Suchmaschine;
• Variabilität der Darstellungsarten etc.

Wie Sie sehen, reichen Anzahl und Inh alt der Funktionen aus, um umfassende Informationen für eine vollständige Analyse des jeweiligen Prozesses zu erh alten.

Technischer Leitfaden Builder

Arbeiten mit Dokumentationen zum Betrieb komplexer Systeme. Es basiert auf internationalen Anforderungen, die Fragen der logistischen Unterstützung von Produkten regeln. Die Kernidee des Standards besteht darin, mit einer Reihe von Informationseinheiten zu arbeiten. Das Hauptkonzept ist die Modularität der Dokumentation. Informationen werden mit speziellen Codes fragmentiert. Geltungsbereich - jede Art von Transport, militärischer Ausrüstung, Ausrüstung.

Flexible Anpassung an veränderte Bedingungen ist gegeben. Der Komplex eignet sich sowohl für Mutterunternehmen als auch für verbundene Unternehmen (Hersteller von Materialien, Komponenten).

LSA-Suite

Ist eine Reihe von Verfahren, die die logistische Unterstützung von Produktionssystemen rechtzeitig implementieren. Ermöglicht es Ihnen, eine Reihe von Aufgaben zu lösen, z. B. die Bestimmung der Zuverlässigkeit der Kritikalität von Ausfällen, die Erstellung eines funktionalen Wartungsmodells und die Bestimmung der erforderlichen Anzahl von Ersatzteilen.

ATLAS

Eine spezialisierte Plattform, die speziell für die Verarbeitung von Daten zum Betrieb luftfahrttechnischer Systeme entwickelt wurde. Die vorgeschriebene Sicherheit wird durch ständige Überwachung des Zustands gewährleistet. Die durchgeführte Analyse und spätere Upgrades ermöglichen es erheblichKosteneinsparungen.

Anwendungsbeispiele

CALS-Technologien werden in Russland von vielen einheimischen Unternehmen sowohl im zivilen als auch im militärischen Bereich eingesetzt. Elektronische Dokumentation wird für viele Produkte verwendet. Zum Beispiel in der Luftfahrt für Flugzeuge, Helikopter, Flugzeugtriebwerke und Komponenten. Darüber hinaus ist die Entwicklung von Navigationssystemen, Telefon- und Funkkommunikation und Steuersystemen im Gange. Sie werden bei der Konstruktion und Entwicklung von Automobilausrüstungen verwendet. Elemente des Systems werden im Voronezh Mechanical Plant, der Staatsgesellschaft "Rosatom", dem KKW "Aerosila", der OJSC "Russian Railways" usw. verwendet. Wie Sie sehen können, sind die Beispiele für die CALS-Technologie sehr unterschiedlich.

Schlussfolgerung

Das Management von CALS-Technologien ist eine aktuelle und moderne Aufgabe für Organisationen. Im Zeit alter der totalen Informatisierung ist das Vorhandensein lokaler und globaler Informationsräume eine Schlüsselentwicklungsstrategie. CALS-Standards, die auf einer Vielzahl von Softwaresystemen basieren, sind die Grundlage für die Erstellung moderner Hightech-Produkte, die von automatisierten Produktionssystemen hergestellt werden.

Die Zeit ist reif für grundlegend neue Elemente der Produktionsorganisation, die auf durchgängigen Managementprozessen und der Einführung automatisierter Arbeitsplätze im gest alterischen und technologischen Umfeld basieren. Und obwohl der Übergang von ver alteter technologischer Ausrüstung zu Werkzeugmaschinen mit numerischer Steuerung undMehrachs-Bearbeitungszentren (und das sind alles CALS-Technologien) erfordert einen enormen intellektuellen, materiellen und finanziellen Aufwand, alle Unternehmen, die den Zeitgeist treffen wollen, müssen diesen Weg gehen.