CALS – технология CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) подход к проектированию и производству, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия, обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла:, реализованная в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными. ИЛП – интегрированная логистическая поддержка КИП – компьютерно- интегрированное производство РБП – реинжиниринг бизнес процессов PDM (product data Managment) - Система управления данными об изделии

Определение и необходимость комплексного информационного обеспечения жизненного цикла (ЖЦ) ЖЦ продукта по ISO это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта. Надлежащее протекание всех этапов ЖЦ сложных изделий невозможно без его сквозного информационного сопровождения. Это значит, что информационные системы (ИС) всех участников обеспечения этапов ЖЦ должны быть согласованы и в рамках бизнес-процессов конкретного изделия должны функционировать как единая ИС. Однако для выполнения этой непростой задачи требуется серьезная методологическая поддержка. Умение гарантировать высокое качество сложных изделий не может уже рассматриваться как конкурентное преимущество по той причине, что оно обеспечивается по умолчанию всеми участниками мирового рынка промышленных изделий. В настоящий момент конкурентная борьба определяется уровнем поддержки функциональности и работоспособности изделий в течение всего жизненного цикла.

Применение CALS технологий позволяет: 1. Существенно сократить объемы 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. 2. Обеспечить решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т.п. виртуальных производств 3. Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно- автономными проектными студиями. 4. Легко распространять передовые проектные решений, обеспечить возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.

Методология CALS Методологическим базисом CALS является более 150 стандартов. Сущность методологии состоит в том, что с помощью нормативной базы для организации информационной поддержки процессов жизненного цикла изделия обеспечивается создание единых интегрированных информационных моделей. Так как исполнителями работ на различных этапах ЖЦ сложных изделий являются разные юридические лица (организации), распределенные географически, то существование этих моделей предполагается в специальной компьютерной среде, которая организуется в форме виртуальной корпорации. Стандарты разделены на несколько групп, они позволяют в единых интегрированных информационных моделях всесторонне отразить все аспекты ЖЦИ - от формулировки требований к будущему изделию до юридического сопровождения совместно используемой информации.Стандарты: 1.Функциональные. 2.Информационные. 3. Технического обмена. 4. По защите информации. 5. Электронной цифровой подписи. 6. Интегрированные информационные модели.

Цель внедрения CALS

Компьютерно – интегрированное производство (CIM)

Построение компьютерно - интегрированного производства включает в себя решение следующих проблем: информационного обеспечения (отход от принципа централизации и переход к координированной децентрализации путем сбора и на каждом из рассмотренных уровней как накопления информации внутри отдельных подсистем, так и в центральной базе данных); обработки информации (стыковка и адаптация программного обеспечения различных подсистем); физической связи подсистем (создание интерфейсов, т.е. стыковка аппаратных средств ЭВМ, включая использование вычислительных систем). Внедрение компьютерно - интегрированного производства значительно сокращает общее время прохождения заказов за счет: уменьшения времени передачи заказов с одного участка на другой и уменьшения времени простоя при ожидании заказов; перехода от последовательной к параллельной обработке; устранения или существенного ограничения повторяемых ручных операций подготовки и передачи данных (например, машинное изображение геометрических данных можно использовать во всех отделах, связанных с конструированием изделий).

Системы CAD/CAM/CAE Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD англ. Computer-Aided Design)Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. В современных системах проектирования CAD получает данные из систем твёрдотельного моделирования CAE (Computer-aided engineering), и передаёт в САM (Computer-aided manufacturing) для подготовки производства (например генерации программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких Автоматизированных Производственных Систем)). CAE (англ. Computer-aided engineering)CAE (англ. Computer-aided engineering) программный пакет, предназначенный для трёхмерного моделирования различными элементами при проектировании различных изделий. Алгоритмически основан на анализе методом конечных элементов. CAM-системы (computer-aided manufacturing компьютерная поддержка изготовления)CAM-системы (computer-aided manufacturing компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.)

Системы ERP и MES ERP-системаERP-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. 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, наделенных соответствующими полномочиями.. MES (сокр. от англ. Manufacturing Execution System) исполнительная система производства. Системы такого класса решают задачи синхронизации, координируют, анализируют и оптимизируют выпуск продукции в рамках какого-либо производства. MES- система как правило функционирует на цеховом уровне.

Системы АСУ ТП и CAQ Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП)Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Обычно имеет связь с автоматизированной системой управления предприятием. Под АСУ ТП обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершенный продукт. CAQ-система (Computer Aided Quality - CAQ). Эта система призвана обеспечить наблюдение за качеством производственных процессов на всех этапах жизненного цикла изделия. В общем случае, CAQ представляет собой сложную многоуровневую измерительно- вычислительную сеть, в которой осуществляется разнообразное перемещение измерительной информации. Особое значение применение подобных систем приобретает в случае, когда в процессе подготовки производства принимают участие большое количество подрядчиков.

Определение ERP Системы « ERP-система» (Enterprise Resource Planning) это : 1. Информационная система для идентификации и планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета в процессе выполнения клиентских заказов. 2. В более общем контексте методология эффективного планирования и управления всеми ресурсами предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета при исполнении заказов клиентов в сферах производства, дистрибьюции и оказания услуг. Главная задача ERP - в интеграции всех отделов и функций компании в единую компьютерную систему, которая сможет обслужить все специфичные нужды отдельных подразделений.

Функции ERP систем 1. Ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также учет материальных ресурсов и операций, необходимые для их изготовления; 2. Формирование планов продаж и производства; 3. Планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок для выполнения плана производства продукции; 4. Управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учета и оптимизации складских и цеховых запасов; 5. Планирование производственных мощностей от укрупненного планирования до использования отдельных станков и оборудования; 6. Оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля его исполнения, финансовый и управленческий учет; 7. Управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации

Результаты внедрения ERP 1. Точная и однозначная финансовая информация за счет интеграции финансовых данных. 2. Координация производства, складирования и отгрузки по всем подразделения одновременно за счет отслеживания и интеграции информации о заказах. 3. Стандартизация и ускорение процесса производства за счет стандартизации методов автоматизации производства. 4. Уменьшение складских запасов за счет совершенствования механизмов планирования (Модуль SCM – управление цепочками поставок). 5. Стандартизировать информацию по персоналу, за счет автоматизированных механизмов отслеживания рабочего времени и управления персоналом.

ERP Эволюция ERP

Общая характеристика ERP 1. Системы класса MRPII/ERP представляют собой интегрированные информационные системы управления. 2. Использование MRPII/ERP-систем позволяет достичь конкурентных преимуществ за счет оптимизации бизнес- процессов предприятия и снижения издержек. 3. Внедренная MRPII/ERP-система может помочь компании привлечь инвестиции. MRPII/ERP-системы делают бизнес компании более прозрачным, что повышает доверие к нему со стороны инвесторов.

Внедрение только ERP не решает задач управления производством.

Функциональный разрыв между ERP и АСУТП

Отличие Mes от ERP 1.ERP-системы не обеспечивают оперативного управления производством, ограничиваясь стратегическим планированием, что предопределяет существование значительного функционального разрыва между уровнем ERP и уровнем АСУТП. Для ликвидации разрыва между ERP И АСУТП, существует специальный класс систем называемый MES-системами. 2. MES системы, оперируя исключительно производственной информацией, позволяют корректировать либо полностью перерассчитывать производственное расписание в течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо. В ERP системах по причине большого объема административно- хозяйственной и учетно-финансовой информации, которая, непосредственного влияния на производственный процесс не оказывает, перепланирование может осуществляться не чаще одного раза в сутки. 3. Управление производственными процессами происходит в реальном времени, т.е. осуществление ежеминутного" контроля состояния производственного процесса.

Информационно-управляющая структура производственного предприятия

Вариант реализации MES-проекта на производстве

Обобщенная схема системы контроля и управления технологическими процессами.

Быстрое прототипирование

Механизм триангуляции

Основные переходы способа RP: а) 3D-CAD-модель; б) совокупность 2D-CAD-моделей; в) послойно построенная твердотельная деталь.

Идеология ускоренного формообразования объекта.

Схема получения трехмерной твердотельной модели послойным наращиванием по способу стереолитографиии.

Способ избирательного лазерного спекания (SLS- Selective Laser Sintering)

Схема процесса LOM

FDM – Моделирование

Трехмерная печать

DSPC - процесс

Схема литья в гипсовые формы

DMD процесс

Общая структура системы ЧПУ 1 – аппаратура связи с ЭВМ первого ранга, перефирейные устройства ввода вывода данных; 2 – устройства ЧПУ; 3 – станция питания и другие вспомогательные узлы; 4 – блок управления двигателями подач;5 – двигатели приводов подач и привода лавного движения; 6 – измерительные преобразователи перемещений рабочих органов станка; 7 – кинематическая система станка; 8 – нормирующие и согласующие блоки измерительных каналов; 9 – измерительные датчики параметров технологического процесса; 10 – сигнальные датчики фиксированных положений рабочих органов; 11- рабочие органы пульта управления станка

Схема прямого числового программного управления (DNC)

Схема распределенного числового управления

Структура WEB-доступа к системам с ЧПУ

Каркасные модели

Поверхностная модель

Твердотельная модель