Концептуальная модель CALS

• Концептуальная модель CALS
• Базовые принципы CALS
  • Интегрированная информационная среда
  • Электронный документооборот и электронно-цифровая подпись
  • Параллельный инжиниринг
  • Реинжиниринг бизнес-процессов
• Базовые управленческие технологии
  • Управление проектами и заданиями
  • Управление ресурсами
  • Управление качеством
  • Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП)
• Базовые информационные модели и технологии управления данными
• Ссылки по теме

Концептуальная модель CALS

Основное содержание концепции CALS, принципиально отличающее ее от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение жизненного цикла (ЖЦ) изделия (рис.1).

Рис.1. Концептуальная модель CALS

Эти инвариантные понятия условно делятся на три группы:

• базовые принципы CALS;
• базовые управленческие технологии;
• базовые технологии управления данными.

К числу первых относятся:

• системная информационная поддержка ЖЦ изделия на основе использования интегрированной информационной среды (ИИС), обеспечивающая минимизацию затрат в ходе ЖЦ;
• информационная интеграция за счет стандартизации информационного описания объектов управления;
• разделение программ и данных на основе стандартизации структур данных и интерфейсов доступа к ним, ориентация на готовые коммерческие программно-технические решения (Commercial Of The Shelf - COTS), соответствующие требованиям стандартов;
• безбумажное представление информации, использование электронно-цифровой подписи;
• параллельный инжиниринг (Concurrent Engineering);
• непрерывное совершенствование бизнес-процессов (Business Processes Reengineering).

К числу вторых относятся технологии управления процессами, инвариантные по отношению к объекту (продукции):

• управление проектами и заданиями (Project Management/Workflow Management);
• управление ресурсами (Manufacturing Resource Planning);
• управление качеством (Quality Management);
• интегрированная логистическая поддержка (Integrated Logistic Support).

К числу третьих относятся технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах и среде.

Содержание некоторых из перечисленных принципов и технологий раскрыто ниже.

 

 

Базовые принципы CALS

Интегрированная информационная среда

Как следует из вышеизложенного, системная информационная поддержка и сопровождение ЖЦ изделия осуществляется в интегрированной информационной среде (ИИС). Терминологический словарь [1] определяет ИИС как "совокупность распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающая корректность, актуальность, сохранность и доступность данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятельности, участвующим в осуществлении ЖЦ изделия, кому это необходимо и разрешено. Все сведения (данные) в ИИС хранятся в виде информационных объектов".

ИИС, в соответствии с концепцией CALS, представляет собой модульную систему, в которой реализуются следующие базовые принципы CALS:

• прикладные программные средства отделены от данных;
• структуры данных и интерфейс доступа к ним стандартизованы;
• данные об изделии, процессах и ресурсах не дублируются, число ошибок в них минимизируется, обеспечивается полнота и целостность информации;
• прикладные средства работы с данными представляют собой, как правило, типовые коммерческие решения различных производителей, что обеспечивает возможность дальнейшего развития ИИС.

 

 

Безбумажное представление информации, применение электронно-цифровой подписи

Все процессы информационного обмена посредством ИИС имеют своей конечной целью максимально возможное исключение из деловой практики традиционных бумажных документов и переход к прямому безбумажному обмену данными. Преимущества и технико-экономическая эффективность такого перехода очевидны. Тем не менее, на переходном периоде нужно обеспечить сосуществование и совместное использование как бумажной, так и электронной форм представления информации и гармонизировать применяемые понятия. Возможные формы представления конструкторской информации представлены на рис. 2.

 

 

Термин

Определение

БД об изделии хранилище информации, требуемой для выпуска конструкторской документации, необходимой на всех стадиях жизненного цикла изделия [Р50.1.031-2001] Электронный конструкторский документ (ЭКД) структурированный набор данных, необходимых для разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта, снабженный заголовком и подписанный электронно-цифровой подписью (ЭЦП) Экранное представление данных отображение конструкторской информации на экране компьютера в форме, воспринимаемой человеком Бумажный конструкторский документ графический и (или) текстовый документ, содержащий данные, необходимые для разработ-ки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта [ГОСТ 2.102-93]

Рис.2. Формы представления конструкторской информации

Информация может быть представлена в форме базы данных, в форме электронного конструкторского документа, или в форме, пригодной для восприятия человеком - бумажной или экранной.

Представление информации в форме базы данных используется при необходимости логического структурирования больших объемов информации. При этом данные определенным образом распределяются между таблицами базы данных, записями в таблицах, полями в записях (при использовании реляционной СУБД) и (или) отдельными файлами и таблицами (при использовании объектно-ориентированной СУБД). Используемые структуры данных ориентированы на специфику решаемых задач.

Другой формой представления информации является электронный документ - структурированный набор данных, включающий в себя заголовок, содержательную часть и электронно-цифровую подпись. Обобщенная структура электронного документа приведена на рис.3. Электронный документ используется в качестве формы представления результатов работы, предназначенной для передачи из одной автоматизированной системы в другую или последующей визуализации.

Обе формы представления информации - в форме базы данных (внутреннее представление информации в компьютерной системе) и в форме электронного документа - не пригодны для восприятия человеком и требуют для специальных программных средств визуализации, т.е. преобразования данных в бумажный документ или в экранную форму.

Рис. 3. Структура электронного документа

Существующие стандарты, регламентирующие конструкторско-технологическую деятельность, такие как ЕСКД, ЕСТД, СРПП и им подобные, касаются только визуальной формы представления информации. Поэтому одной из первоочередных практических задач внедрения CALS является развитие стандартов ЕСКД и выработка новых стандартов и спецификаций, регламентирующих электронную форму представления и обращения данных.

Ключевым вопросом использования и обращения информации в электронной форме является вопрос ее авторизации, решаемый при помощи электронно-цифровой подписи (ЭЦП). Процедура ЭЦП основана на математических принципах так называемых "систем с открытым ключом". В формирования подписи используется индивидуальное число (закрытый ключ) пользователя, которое порождается при помощи генератора случайных чисел и сохраняется пользователем в секрете все время его действия. Для проверки подлинности цифровой подписи применяется другое число, так называемый "открытый ключ проверки цифровой подписи" (или кратко - "открытый ключ"), который по известному алгоритму вычисляется из индивидуального закрытого ключа и предоставляется всем, кому это необходимо для проверки подлинности цифровой подписи. Общая схема использования ЭЦП изображена на рис.4.

ЭЦП представляет собой математическую функцию (hash) от содержимого подписываемых данных (data) и секретного ключа автора (secret_кey), вычисляемую по стандартизованному алгоритму [ГОСТ 34.10-2002]:

Sign = h (data, secret_key)

В результате вычисления хэш-функции формируется пара чисел - префикс и суффикс электронно-цифровой подписи [ГОСТ 34.10-2002]. Байтовые представления полученных чисел, записанные друг за другом, объявляются цифровой подписью.

Рис. 4. Общая схема использования ЭЦП

Как уже отмечалось, для проверки подлинности подписей должны использоваться открытые ключи, которыми участники процесса совместной работы с данными должны обменяться друг с другом. Однако при большом числе участников такая процедура может оказаться организационно и технически сложной. Одним из возможных решений является использование сертификатов ключа.

Для этой цели некое доверенное лицо принимает на себя функции центра сертификации ключей. Это означает, что доверенное лицо формирует для каждого открытого ключа пакет данных, содержащий собственно открытый ключ и данные о его владельце (имя, должность и т.д.) и подписывает его собственной ЭЦП. Такой пакет данных называется сертификатом ключа. В свою очередь, открытый ключ центра сертификации может быть заверен центром сертификации более высокого уровня. В результате образуется цепочка сертификатов от ключа проверки подписи конечного пользователя до самого верхнего (главного) центра сертификации (ЦС), в которой авторство подписи на предшествующем сертификате удостоверяется последующим сертификатом. Сертификаты не содержат в себе никакой конфиденциальной информации, могут распространяться в открытом виде по сетям передачи данных или присоединяться к подписываемым данным.

Процедура проверки подлинности подписи включает в себя следующую последовательность шагов. Сначала из ЭЦП подписи выделяются ее префикс и суффикс. Затем с использованием процедуры хэширования и открытого ключа вычисляется значение, которое должно быть префиксом ЭЦП. Затем оба полученных значения сравниваются. Если они совпадают, то данные считаются подлинными. Если полученные значения не совпадают, подпись считается недействительной.

Таким образом, для проверки подписи необходим открытый ключ или его сертификат. Использование сертификата предпочтительнее, поскольку он содержит не только открытый ключ, но и данные об авторе.

Как уже отмечалось выше, ЭЦП может быть вычислена как для файла (формируемого электронного документа), так и для любого фрагмента базы данных. Технологии использования ЭЦП для этих случаев имеют различия.

При использовании в качестве формы представления информации электронного документа в него помимо ЭЦП необходимо включить сертификат, поскольку в противном случае идентификация автора будет затруднена. Соответственно, корректно оформленный электронный документ должен содержать, помимо содержательной части, заголовок, одну или несколько ЭЦП и соответствующее число сертификатов.

В соответствии с Законом Российской Федерации об использовании ЭЦП [REF], последняя обеспечивает целостность и юридически доказательное подтверждение подлинности электронных данных. Она позволяет не только убедиться в достоверности данных, но и доказать это любой третьей стороне, в частности, в суде.

 

 

Параллельный инжиниринг

Принцип параллельного инжиниринга (сoncurrent engineering) предполагает выполнение процессов разработки и проектирования одновременно с моделированием процессов изготовления и эксплуатации. Сюда же относится одновременное проектирование различных компонентов сложного изделия. При параллельном инжиниринге многие проблемы, которые могут возникнуть на более поздних стадиях ЖЦ, выявляются и решаются на стадии проектирования. Такой подход позволяет улучшить качество изделия, сократить время его вывода на рынок, сократить затраты.

Отличиями параллельного инжиниринга (ПИ) от традиционного подхода к организации процессов инженерной деятельности являются:

• ликвидация традиционных барьеров между функциями отдельных специалистов и организаций путем создания, а при необходимости - последующего преобразования, многопрофильных рабочих групп, в том числе территориально распределенных;
• итеративность процесса приближения к необходимому результату.

Многопрофильные рабочие группы (МПГ), как следует из их названия, включают специалистов разного профиля и создаются для решения конкретных задач. Например, представители эксплуатанта, генерального разработчика и поставщика комплектующих изделий, т.е. специалисты из разных организаций, могут быть собраны в одну МПГ для решения проблемы, возникающей в ходе эксплуатации.

ПИ предполагает замену традиционного последовательного подхода комплексом перекрывающихся во времени операций, направленных на систематическое улучшение разрабатываемого решения вплоть до достижения необходимого результата.

Исходное понимание задачи ведет к первой версии документированных требований, на основе которых разрабатывается первоначальное проектное решение. Оно порождает новые вопросы и позволяет уточнить постановку задачи. Поскольку жесткое требование завершить текущую фазу работы перед началом следующей отсутствует, последовательное проектирование заменяется "работой по спирали".

Эффективная реализация такого подхода невозможна вне ИИС. Возможность применения принципов ПИ возникает благодаря тому, что в ИИС все результаты работы представлены в электронном виде, являются актуальным, доступны всем участникам и легко могут быть скорректированы.

 

 

Реинжиниринг бизнес-процессов

Концепция CALS предполагает последовательное, непрерывное изменение и совершенствование бизнес-процессов разработки, проектирования, производства и эксплуатации изделия. Для этого используется набор разнообразных методов, в т.ч. реинжиниринг бизнес-процессов (business process reengineering), бенчмаркинг (benchmarking), непрерывное улучшение процессов (continuous process improvement ) и т.д.

Построению интегрированной системы информационной поддержки ЖЦ изделия должны предшествовать:

• анализ существующей ситуации;
• разработка комплекса функциональных моделей бизнес-процессов, описывающих текущее состояние среды, в которой реализуется ЖЦ изделия;
• выработка и сопоставление возможных альтернатив совершенствования как отдельных бизнес-процессов, так и системы в целом.

Результатами анализа являются:

• функциональные модели бизнес-процессов ЖЦ изделия "как есть сейчас";
• функциональные модели альтернативных вариантов усовершенствованных бизнес-процессов ЖЦ "как должно быть";
• оценка затрат и рисков для каждого варианта; - выбор предпочтительного варианта на основе взвешенного критерия минимума затрат и рисков;
• описание технической архитектуры ИИС для выбранного варианта;
• оценка технических характеристик ИИС для выбранного варианта;
• план действий по реализации выбранного варианта совершенствования бизнес-процессов ЖЦ и ИИС.

В настоящее время технология моделирования и анализа бизнес-процессов достаточно формализована. Для разработки функциональных моделей рекомендуется использовать методологию и нотацию SADT, регламентированную под названием IDEF0 федеральным стандартом США FIPS 183 и официально принятую в России [2].

Общая методика изменения бизнес-процессов в связи с внедрением CALS-технологий на предприятии включает в себя следующие этапы:

1. Мотивация необходимости изменений.
2. Разработка плана изменений и его утверждение руководством. Создание организационной структуры (рабочей группы CALS), которая будет реализовывать разработанный план. На первых этапах эту структуру должен возглавлять руководитель организации.
3. Обучение членов группы CALS и другого персонала, причастного к проведению изменений.
4. Определение промежуточных (тактических) целей и способов оценки результатов (определение метрик).
5. Разработка рабочих планов для всех участников группы CALS.
6. Создание временных многофункциональных рабочих групп для решения тактических задач.
7. Реализация планов.
8. Оценка достигнутых результатов.

 

 

Базовые управленческие технологии

Управление проектами и заданиями

В современной литературе и практике проектом принято называть совокупность действий, направленных на достижение поставленной производственной или коммерческой цели и связанных с использованием и расходом ресурсов различного типа. Примером проекта является выполнение контракта на поставку изделия, предполагающего выполнение целого ряда задач. Другим примером проекта может служить решение отдельной сложной задачи, такой как разработка комплекта документации или ввод изделия в эксплуатацию. Технология управления проектами не зависит от содержания проектов, что позволяет рассматривать ее как базовую (инвариантную) технологию.

Термин Project Management (PM) обозначает класс управленческих задач, связанных с планированием, организацией и управлением действиями, направленными на достижение поставленных целей при заданных ограничениях на использование ресурсов.

Типовыми задачами PM являются:

• разработка планов выполнения проекта, в том числе разработка структурной декомпозиции работ проекта и сетевых графиков;
• расчет и оптимизация календарных планов с учетом ограничений на ресурсы; - разработка графиков потребности проекта в ресурсах;
• отслеживание хода выполнения работ и сравнение текущего состояния с исходным планом;
• формирование управленческих решений, связанных с воздействием на процесс или с корректировкой планов;
• формирование различных отчетных документов.

Действия, приводящие к выполнению проекта и потребность в которых выявляется в ходе его планирования, могут представлять собой типовые бизнес-процессы (закупка комплектующих, разработка документации, производство и т.д.). Такие бизнес-процессы часто выполняются по заранее определенным формальным схемам (моделям) [IDEF/0/3], фактически определяющим технологию их выполнения. В ходе выполнения проекта исполнители (организации или сотрудники), действуя в соответствии с заданной технологий (моделью процесса), получают и выполняют задания, соответствующие структурным элементам бизнес-процесса (операциям).

Автоматизация управления потоком таких заданий есть функция другой базовой технологии управления - технологии "workflow" (поток работ - буквальный перевод английского "workflow").

 

 

Управление ресурсами

Понятия MRP II (Manufacturing Resource Planning) и ERP (Enterprise Resource Planning) в настоящее время являются общепринятыми обозначениями комплекса задач управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятия. Автоматизированные системы, построенные на этих принципах, широко применяются не только в производстве, но и для управления проектной деятельностью (конструкторские бюро), коммерцией, эксплуатацией сложной техники (авиакомпании). Это позволяет рассматривать принципы и стандарты MRP/ERP как базовую технологию управления ресурсами при решении различных задач.

В соответствии с [ISO /IEC 2382-24:1995] системы класса MRP должны выполнять функции, перечисленные в табл.1.

Таблица 1

Управление финансовыми ресурсами (Financial Management) Расчет потребностей в материалах (Materials Requirement Planning) Управление персоналом (Human Resources) Прогнозирование объема реализации и продаж (Forecasting) Ведения портфеля заказов (Customer Orders) Оперативно-производственное планирование (Finite Scheduling) Управление запасами (Inventory Management) Оперативное управление производством (Production Activity Control) Управление складами (Warehouse Management) Управление техническим обслуживанием оборудования (Equipment Maintenance) Управление закупками (Purchasing) Расчет себестоимости продукции и затрат (Cost Accounting) Управление продажами (Sales) Управление транспортировкой готовой продукции (Transportation) Объемное планирование (Master Production Scheduling) Управление сервисным обслуживанием (Service)

Для выполнения перечисленных в таблице функций MRP/ERP-системы используют информацию, содержащуюся в ИИС, и помещают в нее результаты своей работы для использования данных на последующих стадиях ЖЦ.

 

 

Управление качеством

Обеспечение требуемого качества продукции является одной из целей реализации концепции CALS, поэтому управление качеством (в терминах стандартов серии ИСО 9000 система менеджмента качества - СМК) следует отнести к базовым технологиям управления.

Управление качеством в широком смысле необходимо понимать как управление процессами, направленное на обеспечение качества их результатов. Такой подход соответствует идеям всеобщего управления качеством (Total Quality Management), суть которых как раз и заключается в управлении предприятием через управление качеством.

В контексте концепции CALS методы и технологии управления качеством приобретают новое развитие. Применение ИИС обеспечивает информационную поддержку и интеграцию процессов, а соответственно и возможность использования электронных данных, созданных в ходе различных процессов предприятия, для задач управления качеством.

Укрупненная структура СМК показана на рисунке 5. В этой структуре показаны связи с объектом управления (процессами предприятия или ЖЦ продукции), а также с внешней по отношению к рассматриваемой системе средой, каковую в данном случае представляет "обобщенный" потребитель, чьи требования и степень удовлетворенности являются внешними данными.

Рис.5. Укрупненная структура СМК

Присутствующие в структуре блоки выработки и корректировки целей и принятия решений вместе эквивалентны тому, что в терминах стандарта ИСО 9000:2000 называется ответственностью руководства и планированием (в данном контексте - стратегическим). Блоки сбора и анализа данных отражают процессы, именуемые в стандарте как "Измерение и анализ". Группа блоков, связанных с реализацией решений (распределение и перераспределение ресурсов, директивы на выполнение действий и сами действия, направленные на достижение целей), отражает все то, что в стандарте называют "управлением ресурсами", планированием (в этом контексте - оперативным) и, наконец, "улучшением".

В таблице 2 приведен перечень разделов стандарта ГОСТ Р ИСО 9001 - 2001 и указаны классы данных, с которыми оперирует СМК при решении соответствующих задач. Как видно из таблицы, это данные об изделии, процессах и ресурсах.

Таблица 2. Использование данных при решении задач СМК

Раздел стандарта Основные задачи СМК, связанные с обработкой данных (по ГОСТ Р ИСО 9001-2001) Класс данных /вид денных 6. Менеджмент ресурсов Данные о ресурсах 6.1. Обеспечение ресурсами   6.2. Человеческие ресурсы Данные о человеческих ресурсах и их характеристиках 6.3. Инфраструктура Данные о технической инфраструктуре (среде) 6.4. Производственная среда Данные о производственной среде и производственных ресурсах 7. Процессы жизненного цикла продукции Данные о процессах, продукции и ресурсах 7.1. Планирование процессов жизненного цикла продукции Данные о внутренних процессах предприятия 7.2. Процессы, связанные с потребителями Данные о процессах, связанных с потребителем 7.2.1. Определение требований, относящихся к продукции Данные о характеристиках продукции 7.2.2. Анализ требований, относящихся к продукции Данные о характеристиках продукции 7.2.3. Связь с потребителями Данные о продукции от потребителей 7.3. Проектирование и разработка   7.3.1. Планирование проектирования и разработки Данные о процессе проектирования 7.3.2. Входные данные для проектирования и разработки Данные о характеристиках продукции 7.3.3. Выходные данные проектирования и разработки Данные о характеристиках продукции 7.3.4. Анализ проекта и разработки Данные о состоянии и результатах проекта 7.3.5. Верификация проекта и разработки Данные о состоянии и результатах проекта 7.3.6. Валидация проекта и разработки Данные о состоянии и результатах проекта 7.3.7. Управление изменениями проекта и разработки Данные об изменениях продукции 7.4. Закупки   7.4.1. Процесс закупок Данные о процессах закупок 7.4.2. Информация по закупкам Данные о процессах закупок 7.4.3. Верификация закупленной продукции Данные о характеристиках закупаемой продукции 7.5. Производство и обслуживание   7.5.1. Управление производством и обслуживанием Данные об оборудовании, оснастке, инфраструктуре 7.5.2. Валидация процессов производства и обслуживания   7.5.3. Идентификация и прослеживаемость Данные о характеристиках продукции 7.5.4. Собственность потребителей   7.5.5. Сохранение соответствия продукции   7.6. Управление устройствами для мониторинга и измерений Данные об измерительном и контрольном оборудовании 8. Измерение, анализ и улучшение Данные о продукции и процессах 8.1. Общие положения   8.2. Мониторинг и измерение   8.2.1. Удовлетворенность потребителей Данные о характеристиках внешних процессов 8.2.2. Внутренние аудиты (проверки) Данные о характеристиках внутренних процессов 8.2.3. Мониторинг и измерение процессов Данные о характеристиках внутренних процессов 8.2.4. Мониторинг и измерение продукции Данные о характеристиках продукции 8.3. Управление несоответствующей продукцией   8.4. Анализ данных Данные о характеристиках продукции, процессов 8.5. Улучшение   8.5.1. Постоянное улучшение   8.5.2. Корректирующие действия   8.5.3. Предупреждающие действия

 

 

Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП)

Одним из важных потребительских параметров сложного наукоемкого изделия является величина затрат на поддержку его ЖЦ (life cycle cost). Они складываются из затрат на разработку и производство изделия, а также затрат на ввод изделия в действие, эксплуатацию и поддержание его в работоспособном состоянии. Сокращение затрат на поддержку ЖЦ изделия - одна из целей CALS. Комплекс управленческих технологий, направленных на сокращение этих затрат, объединяется понятием ИЛП (Integrated Logistic Support).

Согласно стандарту DEF STAN 0060 ИЛП включает в себя: анализ логистической поддержки, процедуры планирования процессов технического обслуживания и ремонта, интегрированные процедуры материально-технического обеспечения, меры по обеспечению персонала электронной эксплуатационной и ремонтной документацией (Подробнее в разделе "Концепция ИЛП").

 

 

Базовые технологии управления данными и информационные модели

Информацию, циркулирующую в системе информационной поддержки ЖЦ машиностроительного изделия, можно условно разделить на три класса:

• данные о продукции (изделии);
• данные о выполняемых процессах;
• данные о ресурсах, требуемых для выполнения процессов.

Под изделием (конечным) понимается комбинация материалов, предметов, программных и иных компонентов, готовых к использованию по назначению. Компоненты конечного изделия в свою очередь являются изделиями. Данные об изделии составляют основной объем информации в ИИС. На разных стадиях ЖЦ требуются различные подмножества из всей совокупности данных об изделии, отличающиеся составом и объемом информации. В целом информация об изделии включает в себя:

• данные о составе и структуре изделия, используемых материалах и комплектующих изделиях, с указанием возможных альтернатив и их взаимозаменяемости;
• данные, определяющие состав возможных конфигураций изделия в зависимости от внешних требований и условий, а также данные об отличиях конкретных экземпляров изделий (партий изделий);
• данные о технических, физических и других характеристиках изделия;
• классификационные и идентификационные данные об изделии и его компонентах, в том числе его наименование, обозначение, классификационные коды, данные о поставщиках, сведения, касающиеся степени конфиденциальности информации об изделии и его компонентах;
• геометрические данные, представленные в форме объемных геометрических моделей изделия, сборочных единиц и отдельных деталей, электронных (векторных) и сканированных бумажных (растровых) чертежей;
• текстовая документация;
• сведения об имеющихся версиях структуры изделия, документов, моделей и чертежей и их статусе;
• данные о разработчиках;
• указания и требования, касающиеся финишной обработки и качества поверхностей готового изделия;
• данные о качестве изделий;
• данные об эксплуатации изделия.

Приведенный перечень не является полным и может быть расширен.

Многие из перечисленных типов данных требуют для своего представления сложных специфических информационных моделей, учитывающих семантику данных и правила работы с ними. Например, международные стандарты ИСО 10303 и ИСО 15384, регламентируют технологию представления данных об изделии и его компонентах на стадии проектирования и подготовки производства, стандарты ИЛП [DEF STAN 0060] - представление данных об изделии в контексте обеспечения эффективной эксплуатации, стандарты серии ИСО серии 9000 рассматривают данные о качестве изделий.

Ресурс - это совокупность материальных, финансовых, интеллектуальных или иных ценностей, используемых и расходуемых в ходе деятельности, связанной с разработкой, проектированием, производством или эксплуатацией изделия. Ресурсы, используемые в проекте, могут иметь различную природу, свойства и характеристики. Некоторые классификационные характеристики ресурсов приведены в табл. 3.

Между ресурсами могут существовать отношения: заменяемости, когда один ресурс может заменить другой, и взаимозаменяемости, когда ресурсы могут заменять друг друга. Ресурсы могут быть простыми и составными и, соответственно, образовывать иерархические структуры.

Таблица 3. Классификационные характеристики ресурсов

По типу физической природы По характеру расхода и возобновления По профилю доступности По способу измерения величины

• Материальный
• Финансовый
• Информационный
• Трудовой
• Временной
• Энергетический
• Другие

• Не расходуемый (используемый)
• Расходуемый, но возобновляемый
• Расходуемый безвозвратно

• Доступный постоянно
• Доступный в соответствии с расписанием

• Измеряемый в количественных единицах
• Измеряемый в логических единицах (есть/нет)

Структуры данных, описывающих ресурсы различного типа, регламентируются стандартом ИСО 15551.

Процесс (бизнес-процесс) - это совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами. Бизнес-процесс протекает в соответствии с управляющими директивами, вырабатываемыми на основе целей деятельности. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы и выполняются ограничения со стороны других процессов и внешней среды.

Описание процесса может быть представлено как совокупность составляющих процесс операций, необходимых условий и ресурсов, входных и выходных потоков. Совокупность стандартизованных информационных моделей изделия, процессов и ресурсов образует единую интегрированную модель, обеспечивающую информационную поддержку задач, выполняемых в ходе ЖЦ.

На каждой стадии ЖЦ требуется свой объем данных, определяемый содержанием решаемых задач (рис.6). Совокупность этих данных можно трактовать как контекстные информационные модели изделия, процессов и ресурсов, соответствующие стадиям ЖЦ изделия (128 Kb - ).

Рис.6. Информационные модели изделия, процессов и ресурсов

Например, на стадии проектирования и разработки используются данные об изделии, о процессе проектирования, о требуемых организационных и иных ресурсах. Информационная модель технологической подготовки производства трактуется как описание процесса, использующее данные об изделии и технологических ресурсах. Модель производства также может быть представлена как описание процесса, связанного с данными об изделии и потребных материальных, финансовых и иных ресурсах.

Кроме того, частные информационные модели могут быть сформированы для специфических точек зрения (view), например "управление качеством" или "обеспечение эффективной эксплуатации".

Каждый класс данных может иметь свой набор "методов" работы, который образует "технологический" слой программного обеспечения - систему (или комплекс систем) управления данными, учитывающую их семантику, особенности организации и обеспечивающую высокоуровневый интерфейс обмена с прикладными системами.

Под технологией управления данными будем понимать комплекс методов, понятий (объектов), информационных моделей, правил использования, интерфейсов доступа к данным, необходимых и достаточных для работы с данным классом данных при решении различных задач в ходе ЖЦ изделия.

Модели данных (или их части) могут быть представлены с использованием различных технологий (ИСО 10303-11 Express, ИСО 8879 SGML и т.д.). При этом они должны быть логически взаимоувязанными. При преобразовании данных из одной форму в другую объекты информационных моделей должны интерпретироваться однозначно (mapping). Один из вариантов такой технологии изложен в стандарте ИСО 18876.

Приведение совместно используемых в ходе ЖЦ данных к единой стандартизованной информационной модели существенно упрощает построение интегрированной информационной системы, поскольку позволяет применять коммерческие (COTS) прикладные решения для различных конкретных задач (рис.7).

Рис. 7. Укрупненная модель архитектуры типовой CALS-системы

Систематизация принципов и технологий построения интегрированных информационных систем поддержки ЖЦ сложной наукоемкой продукции необходима для формирования общей методической и системотехнической базы для решения данного класса задач.

 

 

Ссылки по теме

1. Р50-1-031-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции.Терминологический словарь. Часть 1. Стадии жизненного цикла продукции", Госстандарт РФ 2001г.
2. Р50.1.028-.2001 "Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования", Госстандарт РФ 2001г.
3. Концепция развития ИПИ-технологий в промышленности России. ВИМИ, 2002г.