Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Развитие промышленных информационных технологий в России и за рубежом 11
1.1. Гибкие производственные системы (ГПС) и интегрированные компьютеризированные производства (КИП ) 11
1.2. Интегрированные автоматизированные системы управления (ИАСУ) 13
1.3. Жизненный цикл изделия и его этапы 16
1.4. Возникновение концепции CALS и ее эволюция 18
1.5. Технические и экономические преимущества CALS 26
1.6. Выводы. Цели и задачи исследования 29
Глава 2. Базовые принципы и технологии информационной поддержки жизненного цикла наукоемкой продукции 31
2.1. Концептуальная модель ИЛИ 31
2.2. Базовые принципы ИЛИ 33
2.2.1. Интегрированная информационная среда 33
2.2.2. Безбумажное представление информации, применение ЭЦП 36
2.2.3. Реинжиниринг бизнес-процессов 42
2.3. Базовые управленческие технологии 44
2.3.1. Управление проектами, работами и ресурсами 44
2.3.2. Управление качеством и конфигурацией 47
2.3.3. Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП) 55
2.4. Влияние управленческих технологий на показатели конкурентоспособности продукции 60
2.5. Системное применение ИПИ-технологий 63
2.6. Выводы по главе 2 67
Глава 3. Управление конфигурацией - методы и теоретические основы 69
3.1. Основные понятия и их определения 69
3.2. Контексты управления конфигурацией 73
3.3. Информационные аспекты управления конфигурацией 77
3.4. Сценарии управления конфигурацией 84
3.5. Теоретические аспекты проблемы управления конфигурацией 90
3.5.1. Структурные отношения и их представление 90
3.5.2. Матричное представление структурных графов 95
3.6 Методика синтеза конфигураций 98
3.7. Выводы по главе 3 102
Глава 4. Анализ логистической? поддержки (АЛП) 104
4.1. Место и роль АЛП в системе интегрированной логистической поддержки 104
4.2. Методические основы АЛГЪ 110
4.2.1. Основные задачи АЛИ 111
4.2.2. Основные стадии АЛП 115
4.2.3. Пример АЛП 123
4.3. Математические модели и расчетные методики для некоторых задач АЛП 130
4.3.1. Модель и методика расчета периодичности плановых работ по техническому обслуживанию 130
4.3.2. Модель и методика определения уровня запасов запасных частей для устранения последствий случайных отказов 139
4.4. Методика оценки показателя поддерживаемости изделия 146
4.5. Выводы по главе 4 151
Глава 5. Стандартизованные технологии представления данных и информационные модели 153
5.1. Технологии представления данных и информационные модели по ИСО 10303 (STEP) 153
5.1.1. Проектные данные об изделии 160
5.1.2. Управление конфигурацией 169
5.1.3. Данные, используемые в задачах ИЛП 172
5.1.4. Управление ресурсами 176
5.2. Технологии представления данных и информационные модели по ИСО 8879 (SGML) 178
5.3. Сравнительный анализ технологий представления данных 193
5.4. Выводы по главе 5 196
Глава 6. Научно-методические принципы создания информационных моделей 197
6.1 Основные понятия и определения 197
6.2 Сущности реального мира и отношения между ними в контексте методологии и технологий ИЛИ 203
6.3 Применение системы сущностей и отношений при описании ЖЦ
изделия 216
6.4. Выводььпо главе 6 226
Глава 7. Программные средства ИЛИ* 229
7.1. Система PDM как основа ИИС 229
7.1.1. Место и роль PDM-системы налредприятии, ее основные свойства 229і1
7.1.2. Представление структуры изделия в системе PSS 234
7.1.3. Представление характеристик объектов в системе PSS 236
7.1.4. Управление документами 238
7.1.5. Автоматизация документооборота 240
7.1.6. Управление изменениями 241
7.1.7. Интеграция с системами CAD/САМ и ERP 245
7.1.8. Передача конструкторской документации между предприятиями 248
7.1.9. Ведение электронных паспортов изделий 253
7.1.10. Архитектура и программная реализация системы PSS 255
7.2 Информационная модель и программные средства ИЛП 257
7.2.1. Состав и структура автоматизированной системы ИЛП 257
7.2.2 Назначение и основные функции блоков АС ИЛП 260
7.2.3. Общие принципы построения модели данных ИЛП 266
7.2.4. Модель данных ИЛП на языке EXPRESS-G 270
4 7.3 Технология и программные средства разработки и сопровождения электронной эксплуатационной документации 277
7.4. Выводы по главе 7 284
Заключение ,. 286
Выводы 288
Литература 291
- Гибкие производственные системы (ГПС) и интегрированные компьютеризированные производства (КИП
- Безбумажное представление информации, применение ЭЦП
- Контексты управления конфигурацией
- Место и роль АЛП в системе интегрированной логистической поддержки
Введение к работе
Последнее десятилетие XX века характеризуется широкой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой и других видов деятельности. Этой всеобщей тенденции способствовали такие факторы, как появление и массовое применение персональных компьютеров, а также средств телекоммуникаций и вычислительных сетей, в том числе глобальной сети Интернет. Эти факторы сделали актуальной проблему развития и эффективного использования информационных ресурсов - локальных, общенациональных и даже глобальных. Уже в 80-ые годы было осознано, что информационные ресурсы любой страны по стоимости соизмеримы и, быть может, превосходят стоимость природных, в том числе энергетических ресурсов [1]. Стало ясно, что устоять в конкурентной борьбе смогут только те предприятия, которые будут применять в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ). Именно ИТ, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции одновременно со значительным сокращением сроков постановки на производство новых изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей.
Начиная с 80-х годов XX века широкое применение ИТ стало одним из направлений повышения эффективности производства вообще и наукоемкого машиностроительного производства в частности. Перечислим основные этапы развития этого направления.
Создание и внедрение автономных средств автоматизации инженерного труда: САПР, АСУП, АСУ ТП и т.д. (середина 60-х-конец 80-х г.г. XX века). 1. Создание и применение гибких производственных систем (ГПС), принципиальная особенность которых - наличие компьютерной системы, объединяющей отдельные процессы, функции и задачи управления (конец 70-х -середина 80-х г.г.).
2. Появление понятия компьютеризированного интегрированного производства (КИП), суть которого заключалась в создании интегрированной информационной системы, построенной на использовании общих баз данных в процессах технической подготовки и управления производством (конец 80-х - начало 90-х г.г.).
3. Создание интегрированных систем, поддерживающих жизненный цикл (ЖЦ) продукции; появление и реализацияжонцепции, получившей обозначение CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла); развитие и совершенствование этой концепции в разных странах и отраслях промышленности (середина 80-х г.г. - по настоящее время)1.
В течение многих десятков лет общепринятой формой представления результатов интеллектуальной деятельности людей и инструментом их информационного взаимодействия являлась 6yMajKHaflf документация. Ее созданием были заняты (w заняты по сей день) миллионы инженеров, техников, служащих на промышленных предприятиях, в государственных учреждениях, коммерческих структурах. С появлением компьютеров начали создаваться и широко внедрялись разнообразные средства и системы автоматизации выпуска бумажной документации і системы автоматизированного проектирования (САПР) - для изготовления чертежей, спецификаций, технологической документации; системы автоматизированного управления производством (АСУП) - для создания планов производства и отчетов о его ходе; офисные системы - для подготовки текстовых и табличных документов и т.д. Однако к концу XX века стало ясно, что все эти достаточно дорогостоящие средства не оправдывают возлагающихся на них надежд: разумеется, некоторое повышение производительности труда происходит, однако не в тех масштабах, которые прогнозировались. Дело в том, что многочисленные авто номные системы, ориентированные на автоматизацию изготовления традиционных бумажных документов, не решают проблем информационного обмена между различными участниками ЖЦ изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, эксплуатантов и т.д.). При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени для повторной кодировки, что приводит к многочисленным ошибкам. Оказалось, что разные системы «говорят на разных языках» и плохо понимают друг друга. Более того, выяснилось, что бумажная документация и способы представления информации на ней ограничивают возможности использования современных ИТ. Так, например, ЗО-модель изделия, создаваемая в современной САПР, вообще не может быть адекватно представлена на бумаге. С другой стороны, по мере усложнения изделий, в частности военной техники (ВТ), происходит резкий рост объемов технической документации. Сегодня-эти объемы измеряются тысячами и десятками тысяч листов, а по некоторым изделиям (например, кораблям) - тоннами. При использовании бумажной документации возникают значительные трудности при поиске не-обходимых сведений, внесении изменений в конструкцию и технологии изготовления изделий. Возникает множество ошибок, на устранение которых затрачивается много времени. В результате резко снижается эффективность всех видов деятельности, связанной с разработкой, производством, эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом сложных наукоемких изделий. Возникают также трудности во взаимодействии заказчиков (в первую очередь - государственных учреждений, представителей армии) и производителей, как в процессах подготовки, так и при реализации контрактов на поставки ВТ.
В связи с этим базовой идеей CALS стала уже упомянутая выше идея информационной интеграции стадий ЖЦ продукции (изделия). Развитие этой идеи предполагает отказ от «бумажной среды», в которой осуществляется традиционный документооборот, и переход к интегрированной информационной среде (ИИС). Информационная интеграция состоит в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях ЖЦ, one рируют не с традиционными документами и даже не с их электронными отображениями (например, отсканированными чертежами), а с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования. Эти модели существуют в ИИС в специфической форме информационных объектов (ИО). По мере необходимости прикладные системы, которым для их работы нужны те или иные ИО, могут извлекать их из ИИС, обрабатывать, создавая новые объекты, и помещать результаты своей работы в ту же ИИС. Чтобы все это было возможно, информационные модели и соответствующие ИО должны быть стандартизованы. ИИС представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска, и передачи информации. Через ИИС осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками ЖЦ изделия. При этом однажды созданная информация хранится в ИИС, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность.
Очевидно, что такой подход представляет собой своего рода революцию в организации взаимодействия всех участников ЖЦ сложных наукоемких изделий.
Революционный характер ситуации определяется тем, что многие поколения конструкторов, технологов, производственников воспитаны на основе совершенно другой культуры, базирующейся на сотнях стандартов ЕСКД, ЕСТД, СРПП, детально регламентирующих ведение дел с использованием бумажной документации. В условиях применения CALS эта культура претерпевает коренные изменения:
- появляются принципиально новые средства инженерного труда;
- полностью изменяется организация и технология инженерных работ;
- должна быть существенно изменена, т.е. дополнена и частично переработана нормативная база;
тысячи специалистов должны быть переучены для работы в новых условиях и с новыми средствами труда.
Систематические работы в этом направлении начались в развитых странах Европы и в США уже в середине 80-х годов XX века, а России - только в конце 90-х. К настоящему моменту возникла актуальная потребность систематизации и развития теоретических и методических положений в данном направлении.
30 марта 2002 г. Президент Российской Федерации утвердил «Перечень критических технологий Российской Федерации», в который вошли «технологии информационной интеграции и системной поддержки жизненного цикла продукции». Все это предопределило актуальность темы данной диссертационной работы, выполнявшейся в рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база».
Целью работы является разработка моделей, методов и средств управления и информационной поддержки жизненного цикла наукоемких изделий, обеспечивающих повышение их конкурентоспособности.
Диссертационная работа имеет следующую структуру.
В первой главе развитие промышленных информационных технологий рассматривается в историческом аспекте. Приводятся сведения о зарубежных и отечественных проектах, описываются технические и экономические преимущества CALS.
Вторая глава содержит описание концептуальной модели, базовых принципов и технологий CALS (ИЛИ), отличающих эту концепцию от других походов к внедрению ИТ. Показано, как применение концепции ИЛИ влияет на конкурентоспособность продукции.
Третья и четвертая главы посвящены базовым управленческим -технологиям, представляющим, по мнению автора, наибольший практический интерес в современных условиях. Так, в третьей главе излагается теория и методы управления конфигурацией сложных наукоемких изделий.
Четвертая глава описывает принципы и методики анализа логистической поддержки (АЛЛ) - важнейшей методической составляющей технологии интегрированной логистической поддержки?(ИЛП).
Пятая глава посвящена обзору и сравнительному анализу существующих стандартизованных технологий представления данных и информационных моделей, регламентированных стандартами ISO 10303 ([STEP) и ISO 8879 (80 41,). Также рассматриваются некоторые информационные модели, принятые в ЄША, Европе и НАТО.
В шестой главе излагаются теоретико-методические принципы создания информационных моделей. Предложен понятийный аппарат, с помощью которого сущности реального мира и отношения между ними, относящиеся к рассматриваемой предметной области (наукоемкое машиностроение), отображаются в ИИС. Построена своеобразная «алгебраическая система», позволяющая в, соответствующих терминах описывать информационные модели изделий, а также разнообразных процессов и событий, возникающих выходе ЖЦ изделия. Приводится обобщенная информационная модель, связывающая упомянутые сущности и отношения. Далее рассматривается пример применения «алгебраической системы» при описании ЖЦ изделия и показан процесс преобразования информационных моделей при переходе от одной стадии ЖЦ к другой. Таким образом, содержание этой главы образует теоретико-методический базис рассматриваемых управленческих и информационных технологий.
В седьмой главе описываются назначение, основные функции и программная реализация системы управления данными об изделии (PDM-системы), как ядра ИИС, а также программная реализация некоторых задач ИЛП.
В Заключении формулируются основные направления развития и внедрения CALS (ИПИ)-технологий в промышленности России.
Гибкие производственные системы (ГПС) и интегрированные компьютеризированные производства (КИП
Как указывалось во Введении, начиная с 80-х годов, одним из направлений повышения эффективности производства стало широкое применение информационных технологий. Важным этапом развития на этом пути стало появление понятия гибкой производственной системы (ГПС). В соответствии с ГОСТ 26228-90, гибкая производственная система (ГПС) -«...управляемая средствами вычислительной техники совокупность технологического оборудования, состоящего из разных сочетаний гибких производственных модулей и (или) гибких производственных ячеек, автоматизированной системы технологической подготовки производства шсистемьь обеспечения» функционирования, обладающая свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий». Принципиальной особенностью ГПС являлось наличие новой компоненты - компьютер-ной системы управления, обеспечивающей увязку отдельных процессов, функций и задач в единую систему.
От внедрения ГПС ожидалось: уменьшение размеров предприятий, увеличение коэффициента использования оборудования и снижение накладных расходов, значительное уменьшение объема незавершенного производства, сокращение затрат на рабочую силу в результате реализации «безлюдных» технологий, ускорение сменяемости моделей выпускаемой продукции в соответствии с требованиями рынка, сокращение сроков поставок продукции и повышение ее качества [2, 3, 4, 5].
Дальнейшее развитие работ в этом направлении в конце 80-х - начале 90-х годов привело к появлению понятия компьютеризированного интегрированного производства (КИП). Концепция КИП подразумевала новый подход к организации и управлению производством. Новизна заключалась не только в применении компьютерных технологий для автоматизации технологических процессов и операций, но в создании интегрированной информационной системы предприятия. Информационная интеграция процессов достигалась путем использования общих баз данных, позволяющих более эффективно решать вопросы разработки и проектирования изделий, подготовки производства, планирования и управления производством, материально-технического обеспечения, охватывая все процессы предприятия.
В рамках Государственной научно-технической программы «Технологии, машины и производства будущего» в 1988 в СССР началась реализация комплекса проектов по созданию автоматизированных заводов (A3): «Красный пролетарий» по производству металлорежущих станков, Тверского завода штампов и др. Эти проекты представляли собой попытку практической реализации концепции КИП [6, 7, 8, 9 ].
По ряду объективных причин проекты не были реализованы в полном объеме. Было выполнено предварительное проектирование A3, изготовлены опытные образцы нового оборудования, создан испытательный полигон, разработаны основные компоненты интегрированной автоматизированной системы управления. В результате проведенных НИОКР был создан значительный научно-технический задел [10, 11, 12, 13, 14], который затем использовался в других проектах меньшего масштаба.
Ряд проектов был осуществлен за рубежом. Одним из первых стал проект A3 для производства деталей металлорежущих станков, реализованный в Японии фирмой Mazak. Завод включал в себя: комплекс гибких производственных модулей (ГПМ) и ГПС, автоматизированные склады, робокарную транспортную систему. Предусматривалось использование компьютерных сетей для сервисной и технической поддержки филиалов, а также взаимодействия с предприятиями-поставщиками комплектующих изделий.
В период 1985-1995 гг. в разных странах было создано около 20 КИП с различным уровнем автоматизации, из которых восемь A3 выпускали металлорежущее оборудование, четыре - изделия для аэрокосмической промыш ленности (в США), остальные КИП были ориентированы на выпуск различных агрегатов широкой номенклатуры, включая компоненты вычислительной техники и электрических машин.
Безбумажное представление информации, применение ЭЦП
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, в течение переходного периода нужно обеспечить совместное использование как бумажной, так и электронной форм представления информации и гармонизировать применяемые понятия.
На рис. 2.3. показаны возможные формы, представления! конструкторской информации. Информация может быть представлена в форме базы-дан-ных (БД), в форме электронного конструкторского документа или в форме, пригодной для восприятия человеком - бумажной или экранной.
Информация в форме БД используется при необходимости логического структурирования больших объемов данных и является ее внутренним представлением вчкомпьютерной системе. Ири этом данные распределяются между таблицами БД, записями і в таблицах, полями в записях (при. использовании реляционной системы управления базой данных (ЄУБД))» и/или отдельными файлами и таблицами (при использовании объектно-ориентированной СУБД).
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. 2.4. Электронный документ используется в качестве формы представления результатов работы и предназначен для передачи из одной автоматизированной системы в другую или для последующей визуализации.
Обе описанные формы представления информации не пригодны для восприятия человеком и требуют специальных программных средств визуализации, преобразующих данные в бумажный документ или экранную форму.
Использование и обращение информации в электронной форме требует их авторизации. Эта проблема решается при помощи электронно-цифровой подписи (ЭЦП). Процедура ЭЦП основана на математических принципах так называемых "систем с открытым ключом". В формировании подписи используется индивидуальное число (закрытый ключ) пользователя, которое порождается при помощи генератора случайных чисел и сохраняется пользователем в секрете в течение всего времени его действия.
Для проверки подлинности ЭЦП применяется другое число, так называемый "открытый ключ проверки ЭЦП" ( или более кратко - "открытый ключ" ), который по известному алгоритму вычисляется из индивидуального закрытого ключа и предоставляется всем, кому это необходимо. Общая схема использования ЭЦП изображена на рис.2.6.
Для этой цели некое доверенное лицо принимает на себя функции центра сертификации ключей. Это 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 сертификата ключа проверки подписи конечного пользователя до самого верхнего (главного) центра сертификации (ЦС). В этой цепочке 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 подписываемым данным.
Процедура проверки подлинности подписи состоит из следующих шагов. С использованием открытого ключа вычисляется хэш-функция подписанных данных. Одновременно выделяется значение хэш-функции из предъявленной ЭЦП. Затем оба полученных значения сравниваются. Если они совпадают, то данные считаются подлинными, а подпись действительной. Если полученные значения не совпадают, подпись считается недействительной. В соответствии с Законом Российской Федерации об использовании ЭЦП [60], 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.
Контексты управления конфигурацией
Содержание понятий конфигурации и УК приобретают некоторые особенности в зависимости от того, в каком контексте они применяются. Ниже рассматриваются некоторые из этих контекстов.
Потребительский контекст. Главная задача заказчиков сложных технических систем - формулирование и отслеживание требований, которые обязан выполнить поставщик. В качестве такого заказчика применительно к военной технике обычно выступают государственные (правительственные) учреждения. В этом контексте УК выглядит как многоступенчатый процесс формирования и анализа многообразных требований к свойствам и структуре изделия, а также многократное подтверждение того, что эти требования выполняются на разных стадиях ЖЦ изделия. На начальных стадиях этого процесса формируется и анализируется укрупненная информационная модель (ИМ), отображающая структуру изделия и входящие в нее основные ОК - функциональные узлы (системы) изделия (например, для самолета - планер, силовая установка, авионика и т.п.). Задача УК с точки зрения (в контексте требований) заказчика состоит в следующем: - в «декомпозиции» общих требований к изделию таким образом, чтобы выделить из них группы, которые можно однозначно сопоставить конкретным ОК; эти группы включаются в состав ИМ в форме желаемых свойств; - в формировании ИМ функциональной структуры изделия, состоящей из выделенных ОК, оформлении и утверждении соответствующей БК; - в сопоставлении требований к ОК, входящих в функциональную БК, со свойствами конкретных технических решений, реализующих ОК, в т.ч. посредством расчетных методов и моделирования; - в выявлении отклонений и принятии решений об изменении в конструкции изделия и ОК с целью сближения заданных требований и получаемых характеристик; в проверке эффективности принятых решений с точки зрения достижения этой цели; - в проверке корректности ИМ, отображающей принятые изменения.
Для выполнения перечисленных действий заказчик и поставщик (разработчик) назначают уполномоченных лиц - менеджеров по конфигурации.
После реализации и соответствующего документирования изменений процесс оценки свойств и характеристик повторяется, равно как может повторяться и весь описанный цикл. В, результате, при необходимости, исходная функциональная БК может быть скорректирована и заменена новой.
Этот цикл может повторяться и на последующих стадиях ЖЦ изделия: после завершения процесса проектирования, изготовления и испытаний опытного образца, установочной серии, головного образца, а также в процессе использования изделия по назначению, когда могут быть скорректированы ранее выставленные требования или произведена замена компонентов.
Bi ходе этих циклов, естественно, должны выполняться все операции, предусмотренные технологией УК (см. определение УК и главу 2).
Конструкторский контекст. Конструкторский контекст возникает с началом процесса проектирования изделия и сохраняет силу на последующих стадиях ЖЦ. В этом контексте на базе ИМ, отображающей функциональную БК, формируется проектная БК, которая используется в последующих контекстах: технологическом, производственном, эксплуатационно-ремонтном и т.д.
В процессе проектирования первоначально созданная ИМ преобразуется в новую - проектную - ИМ, в которой исходные ОК декомпозируются на ОК низших рангов, что необходимо для рациональной организации разработки и проектирования основных функциональных компонентов изделия (систем, агрегатов, узлов, и т.д.).
При этом технические требования к ОК наследуются из предыдущего контекста и используются как основа для принятия технических (проектных) решений как по изделию в целом, так и по его компонентам (узлам, агрегатам, сборочным единицам и т.д.), т.е. ОК низших рангов.
В конструкторском контексте общие технические требования к изделию преобразуются (декомпозируются) в конкретные технические требования и технические условия, которым должны удовлетворять компоненты (ОК) по всем принятым в рассмотрение уровням. Все это находит отражение в проектной ИМ Свойства конкретных реализаций проверяются на соответствие этим требованиям расчетными, модельными и экспериментальными» методами.
Подход, основанный на декомпозиции требований, на первый взгляд представляется единственно возможным для логического решения задачи УК в конструкторском контексте, ибо позволяет выполнять поэлементный анализ соответствия ОК заданным требованиям. При этом, однако, могут выпасть из рассмотрения «синергетические эффекты», т.е. эффекты, возникающие во взаимодействии элементов. Эта проблема требует специфических решений в конкретных ситуациях.
Функциональные и проектные конфигурации модификаций- и исполнений отличаются от соответствующих конфигураций базового изделия, поскольку обладают несколько иными характеристиками и удовлетворяют измененному набору требований. Это отражается в идентификаторах модификаций и исполнений. Такие идентификаторы, как правило, наследуют общую группу идентификационных символов, соответствующих базовому изделию и указывающих на принадлежность к семейству, а также имеют уникальные символы, отличающие модификации и исполнения друг от друга внутри семейства
Место и роль АЛП в системе интегрированной логистической поддержки
В главе 2 (разд. 2.3) кратко описаны функции комплекса управленческих технологий, получившего название «Интегрированная логистическая поддержка» и ориентированного на сокращение затрат, связанных, преимущественно, с послепродажными стадиями ЖЦ сложного наукоемкого изделия: эксплуатацией, техническим обслуживанием, ремонтом и материально-техническим обеспечением этих процессов. В данной главе более подробно рассматриваются процессы ИЛП и методические аспекты важнейшей составной части ИЛП - анализа логистической поддержки (АЛП), описаны методики решения некоторых расчетных задач. Информационным аспектам ИЛП, в т.ч. разработке информационной модели ИЛП, посвящен соответствующий раздел в главе 7.
В настоящее время за рубежом применяются стандарты, регламентирующие процедуры ИЛП на всех этапах ЖЦ изделия. Создание системы ИЛП в соответствии с требованиями этих стандартов гарантирует, что все требования к поддержке изделия идентифицированы и документированы, нацелены на снижение полной стоимости ЖЦ и реализуются путем принятия эффективных решений.
В соответствии с общими методическими принципами ИЛИ, функции и возможности современной системы ИЛП определяются наличием ИИС, посредством которой осуществляется информационный обмен между всеми участниками поддержки ЖЦ.
ИИС, представляющая собой совокупность распределенных БД, построенных на основе единой информационной модели, содержит хронологическую информацию как о конкретном экземпляре изделия, так и обо всем парке таких изделий.
Основные процессы ИЛП, их связь с процессами разработки и производства, возможное распределение ролей, выполняемых разработчиком, производителем и заказчиком (эксгагуатантом), представлены на функциональной диаграмме (рис. 4.1). Диаграмма составлена с использованием нотации IDEF0, согласно которой стрелки, присоединенные к левым сторонам блоков, означают входы в соответствующий процесс, к правым сторонам - выходы, к верхним сторонам - управляющие воздействия, к нижним - «механизмы», с помощью которых (или силами которых) выполняется процесс. В качестве таковых на диаграмме обозначены: разработчик (Р), производитель (П), заказчик (3), субподрядчик (СП), сервисная служба (обслуживающее подразделение) (СС)1.
Метки, связанные со стрелками диаграммы, укрупненно отображают входные и выходные информационные и материальные потоки соответствующих процессов. На основе этой диаграммы разработана структура информационной модели.
Согласно диаграмме, в процессе разработки изделия формируется структура изделия, т.е. его покомпонентный (поэлементный) состав и отношения входимости, указывающие, какие элементы (системы, агрегаты, узлы, детали) входят в состав изделия непосредственно, а какие - в составе других элементов. Иными словами, формируется древовидный граф (дерево), описывающий структуру изделия. Элементам структуры ставятся в соответствие расчетные (проектные) характеристики, определяющие свойства изделия в целом и его элементов.
Структура изделия и характеристики служат исходным материалом для АЛЛ. Стандартом DEF STAN 00-60 предусмотрено решение нескольких десятков задач, разбитых на пять групп. В постановке и решении задач АЛЛ на разных стадиях ЖЦ изделия участвуют разработчик, производитель и заказчик. числу основных задач относятся: - анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО)1; - анализ уровней ремонта (АУР) ; - анализ видов обслуживания, обеспечивающего надежность (АООН)3 - расчет стоимости ЖЦ; - расчет потребности в запасных частях и расходных материалах; - расчет потребности в обслуживающем и ремонтном персонале и др. Предварительные результаты решения этих задач (полученные на ран них стадиях разработки) используются разработчиками при формировании эксплуатационной структуры изделия (ЭСИ) в форме уточненных требова ний к надежности, ремонтопригодности и т.д. ЭСИ является подмножеством исходной (конструкторской) структуры, содержащим только те элементы, которые в процессе эксплуатации нуждаются в регулярном обслуживании, периодических заменах и/или могут отказывать и требовать внеочередного (внепланового) обслуживания, замены или ремонта. Обычно в состав ЭСИ включаются все паспортизованные элементы.
На основе ЭСИ, руководствуясь требованиями стандартов, разработчик силами специальных подразделений и сотрудников разрабатывает типовые регламенты и технологии технического обслуживания и ремонта (ТОиР) изделия, включающие в себя, в частности, типовые нормативы (потребная трудоемкость, специальности и уровни квалификации персонала, потребность в запчастях и расходных материалах для выполнения регламентных работ и т.д.).
