ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ CALS-центр ПГТУ БОЧКАРЕВ С.В. ОСНОВЫ СТРАТЕГИИ CALS –технологий Пермь 2015 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................... 3 1. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА...................................................... 4 2. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ ..................................................... 8 3. МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ДОКУМЕНТЫ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ НАУКОЕМКОЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ .............................................................................................................................. 12 3.1. Базовые стандарты, определяющие представление информации о продукте ............ 12 3.2.Базовые стандарты на представление текстовой и графической информации ........... 15 3.3. Базовые стандарты на общие принципы электронного обмена и управления данными .................................................................................................................................... 16 4. ДАННЫЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХОДЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ ................ 17 5. АНАЛИЗ И РЕИНЖИНИРИНГ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ................................................... 18 5.1. Описание процессов ......................................................................................................... 18 5.2. Методология IDEF/0 ........................................................................................................ 20 5.3.Методология IDEF/lХ ....................................................................................................... 21 5.4. Общая методика изменения бизнес-процессов ............................................................. 23 6. ИНФОРМАЦИОННАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ЖЦ ИЗДЕЛИЯ ........................... 24 7. УПРАВЛЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДОЙ .................... 25 8. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИИ PDM .......................................... 27 9. УПРАВЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИЕЙ ИЗДЕЛИЯ ................................................................ 33 10. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЛОГИСТИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА ........................................... 35 10.1. Логистический анализ .................................................................................................... 37 10.2. Группы задач логистического анализа ......................................................................... 39 10.3 Пригодность к поддержке............................................................................................... 41 10.4. Выбор задач ЛА для конкретного проекта .................................................................. 42 11. ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ИЗДЕЛИЯ ..................................................................................................................................... 46 11.1 Концепция ТОиР ............................................................................................................. 46 11.2.Требования к изделию в отношении ТОиР ................................................................... 47 11.3. План ТОиР ....................................................................................................................... 48 12.ОРГАНИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ .......................................................................................................................... 49 12.1. Кодификация предметов МТО ...................................................................................... 50 12.2. Управление заказами ...................................................................................................... 50 12.3. Управление счетами ....................................................................................................... 51 13. ЭЛЕКТРОННАЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ И СОПРОВОЖДЕНИЯ..................................................................................... 52 14. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БАЗ ДАННЫХ ................................................................................ 59 15. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ........................................................................ 60 16. ВНЕДРЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРЕДПРИЯТИИ ............................................. 62 3 ВВЕДЕНИЕ Современные условия ставят перед предприятиями задачи упрочнения рыночного положения и повышения конкурентоспособности. Одним из инструментов решения этих задач являются информационные технологии, внедрение которых требует коренной перестройки процесса работы предприятия. Автоматизация и информационная интеграция обеспечивают сокращение сроков разработки и вывода продукции на рынок, что является условием успешной работы предприятия в рыночной среде. Значительные резервы повышения качества продукции и технологий, а также рыночного рейтинга продукции определяются анализом жизненного цикла (ЖЦ) продукции, выявлением процессов, входящих в его состав и реализацией компьютерноинтегрированных производств на основе CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support)-технологий. Суть концепции CALS заключается в последовательном преобразовании существующих производственных процессов в единый высокоавтоматизированный и информационно-интегрированный процесс управления ЖЦ разработки, производства и эксплуатации наукоемкой продукции. Информационная интеграция достигается за счет применения международных стандартов, регламентирующих технику представления данных об изделии и производственных процессах на всех стадиях ЖЦ, применения стандартизованных моделей производственных процессов и способов их взаимодействия. Составляющими CALS-технологий являются: идеология создания единого информационного пространства (ЕИП), охватывающего все стадии ЖЦ продукции от замысла до утилизации; стандартизация представления информации на всех этапах ЖЦ продукции, обеспечивающая, с одной стороны, единство информационного описания для каждого этапа ЖЦ, а с другой стороны – информационное взаимодействие результатов работы компьютерных систем, применяемых на различных этапах ЖЦ; система информационной интеграции, позволяющая решать проблемы обеспечения эффективности производства наукоемкой продукции, создаваемой десятками предприятий, участвующими в производстве на контрактной основе. При этом "виртуальное" предприятие, объединяющее десятки предприятий, теперь может работать в ЕИП, позволяющем непосредственно использовать данные партнеров в электронном виде и, в свою очередь, передавать электронные данные своим партнерам. Фирмы, производящие сложную наукоемкую продукцию, ищут новые методы и подходы к упрочнению своего рыночного положения и повышению конкурентоспособности. Одним из таких подходов является использование информационных технологий, которые обеспечивают ускорение процессов проектирования и производства продукции за счет автоматизации и информационной интеграции. Это ведет к сокращению длительности сроков разработки и выхода продукции на рынок. В настоящее время для промышленности России актуальна разработка методов повышения эффективности деятельности предприятий. Именно на основе информационных технологий решается проблема представления конструкторской и эксплуатационной документации на изделия в электронном виде, что является непременным условием выхода товаров на внешние рынки. 4 1. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА Одним из важных потребительских параметров сложного наукоемкого изделия является величина затрат на поддержку его ЖЦ или иными словами можно сказать – совокупная стоимость владения изделием. Эти затраты складываются из затрат на разработку и производство изделия, а также затрат на ввод изделия в действие, эксплуатацию, поддержание его в работоспособном состоянии и утилизацию по истечении срока службы. Для сложного изделия (например, летательного аппарата, многокоординатного станка с ЧПУ, гибкого модуля, робототехнического комплекса и т.п.), имеющего длительный срок использования (10…20 лет), затраты на постпроизводственных стадиях ЖЦ, связанные с поддержанием изделия в работоспособном состоянии (состоянии готовности к использованию), могут быть равны или даже превышать затраты на приобретение (рис.1.). Рис.1. Одной из важнейших причин, определяющей затраты на этапе эксплуатации, является "пригодность к поддержке" (supportability). Пригодность к поддержке определяется как степень соответствия конструктивных характеристик изделия и среды его эксплуатации требованиям обеспечения готовности к работе. Это означает, что конструкция изделия, и вся окружающая его инфраструктура, включая обслуживающий персонал, должны поддерживать его в готовом к работе виде или приводить в это состояние за приемлемое время. До недавнего времени в России этой проблеме не уделялось должного внимания, что привело к существенному отставанию отечественной промышленности в этом направлении. Сегодня эта проблема приобрела особую актуальность в связи с возрастающим стремлением отечественных предприятий выйти на междуна- 5 родные рынки. Иностранные заказчики предъявляют к российским изделиям те же требования, что и к аналогичным изделиям зарубежных фирм. В этой связи проблема организации "пригодности к поддержке" для изделий российских предприятий переходит в разряд первоочередных, поскольку от ее решения в значительной мере зависит конкурентоспособность отечественной продукции на мировых рынках. Цель CALS-технологий - минимизация затрат в ходе ЖЦ изделия, повышение его качества и конкурентоспособности. Использование САПР, АСУП позволили добиться повышения производительности труда, но они не решили проблемы информационного обмена между различными участниками ЖЦ изделия. 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. По мере усложнения изделий происходит резкий рост объемов технической документации. При использовании бумажной документации возникают значительные трудности при поиске необходимых 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 изделий (рис.2.). Рис.2. Преодоление этих трудностей потребовало новых концепций и новых идей. Среди них базовой стала идея информационной интеграции стадий ЖЦ продукции, которая легла в основу CALS-технологий. Эта идея состоит в отказе от «бу- 6 мажной среды», в которой осуществляется традиционный документооборот (рис.3), и переходе к интегрированной информационной среде (ИИС), охватывающей все стадии ЖЦ изделия. Рис.3. Информационная интеграция состоит в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях ЖЦ, оперируют не с традиционными документами, а с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования. Эти модели существуют в ИИС в специфической форме информационных объектов (ИО). Чтобы это было возможно, информационные модели и соответствующие ИО должны быть стандартизованы (рис.4). 7 Рис.4. ИИС представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации, через которую осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками ЖЦ изделия. Такой подход представляет собой своего рода революцию в организации взаимодействия всех участников ЖЦ сложных наукоемких изделий. Для подготовки и осуществления этой революции, позволяющей многократное повышение эффективности процессов ЖЦ изделий, необходимо выполнить комплекс организационных, научно-исследовательских, проектных и иных работ, направленных на создание новой культуры инженерной деятельности. Что дает применение CALS-технологий? сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий (от 40 до 60%); сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок (от 25% до 75%); сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию (от 23% до 73%); увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов; сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации (до 30%), эксплуатацию, обслуживание и ремонт изделий; 8 2. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ Итак, что же такое CALS? (рис.5.). Рис.5. На рис.6. приведена схема, отражающая существо CALS. В русскоязыческой формулировке применяется формулировка, аналогичная CALS – Информационная Поддержка процессов жизненного цикла Изделий (ИПИ). Согласно этой схеме основу, ядро ИПИ, составляет ИИС, или единое информационное пространство (ЕИП), обеспечивающего единообразные способы информационного взаимодействия всех участников ЖЦ продукции: заказчиков (включая государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала. В принципе оба термина равнозначны, однако в терминологическом словаре, утвержденном Госстандартом России, принят первый термин, который в дальнейшем используется в настоящем документе. На практике термин ИИС используют в основном применительно к конкретному предприятию, а ЕИП – применительно к виртуальному предприятию (консорциуму). Упомянутый словарь 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. В ИИС действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией. 9 В ИИС протекают информационные процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип ИПИ: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ИИС и становится доступной всем участникам этого и других этапов (в соответствии с имеющимися у них правами пользования этой информацией). Это позволяет избежать дублирования, перекодировки и несанкционированных изменений данных, избежать связанных с этими процедурами ошибок и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов. Рис. 6. В основе ИИС лежит использование открытых архитектур, международных стандартов, совместных хранилищ данных и апробированных программнотехнических средств. ИИС обеспечивает совместную работу проектных организаций, производственных предприятий, поставщиков по кооперации, организаций сервиса и конечного потребителя на всех стадиях ЖЦ. Стратегия CALS предусматривает двухэтапный переход к ИИС: 1. автоматизация отдельных процессов ЖЦ изделия и представления данных на них в электронном виде в соответствии с требованиями ИИС. предполагается, что на этом этапе обмен данными между исходными системами осуществляется отдельными файлами по сетям. 2. Интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде, в рамках ИИС. Здесь взаимодействие осуществляется с помощью программных средств в режиме реального времени, параллельная работа исполнителей организуется через единую компьютерную среду. 10 Основное содержание ИПИ, принципиально отличающее эту концепцию от других, составляют инвариантные понятия, которые реализуются (полностью или частично) в течение ЖЦ изделия. Эти инвариантные понятия условно делятся на две группы: основные ИПИ-принципы; базовые ИПИ-технологии. К числу первых относятся (рис.7.): анализ и реинжиниринг бизнес-процессов (Business-processes analysis and re-engineering); безбумажный обмен данными (Paperless data interchange) с использованием ЭЦП; параллельный инжиниринг(СопсштегД Engineering); системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия (интегрированная логистическая поддержка). К числу вторых относятся: управление проектом (Project Management); управление данными об изделии (Product Data Management); управление конфигурацией изделия (Configuration Management); управление ИИС, в том числе информационными потоками (Information Management); управление качеством (Quality Management); управление потоками работ (Workflow Management); управление изменениями производственных и организационных структур (Change Management). Рис.7. 11 ИПИ-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем составе экспертов различных специальностей. Нормативную базу разработок составляют международные и национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты ИПИ-технологий. В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦ к другому при помощи программных средств, объединенных на схеме (см. рис5.) в блок Инструментарий». К числу таких средств относятся: автоматизированные системы конструкторского и технологического проектирования (CAE/CAD/CAM); программные средства управления данными об изделии (изделиях) (PDM); автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием (MRP/ERP); программно-методические средства анализа логистический поддержки и ведения баз данных по результатам такого анализа (LSA/LSAR); программные средства управления потоками работ (WF); методология и программные средства моделирования и анализа бизнеспроцессов (SADT) и др. Таким образом, концептуальную модель CALS можно представить на основе следующих базовых принципов (рис.8.): системность подхода к организации информационной поддержки ЖЦ изделия, информационная интеграция, отделение данных от программ; безбумажная организация процессов, электронный документооборот; управление, минимизирующее затраты, совершенствование процессов; параллельный инжиниринг; ориентация на международные стандарты в области ИТ; ориентация на готовые (коммерческие) решения. Рис.8. 12 3. МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ДОКУМЕНТЫ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ НАУКОЕМКОЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ Нормативные документы в области CALS можно разделить на три основные группы: Группа 1: стандарты, описывающие общие принципы электронного обмена данными и определяющие организационно-технические аспекты электронного взаимодействия; Группа 2: стандарты, определяющие форматы и модели данных, технологии их представления, способы доступа и использования данных, описывающих изделия, процессы и среду, в которой протекает ЖЦ цикл изделия; Группа 3: стандарты, регламентирующие технологии обеспечения безопасности данных, в частности, их шифрование в процессе обмена, применение электронной цифровой подписи, подтверждающей их достоверность и т.д. 3.1. Базовые стандарты, определяющие представление информации о продукте Основным стандартом (рис.9.), регламентирующим представление конструкторской и технологической информации о продукте (изделии) является ISO 10303 – стандарт на обмен данными о продукте (Standard for the Exchange of Product Model Data – STEP). Этот стандарт – один из первых в семействе специализированных CALS - стандартов. Он является характерным примером информационного стандарта нового поколения, по образу и подобию которого строятся последующие CALS-стандарты. Рис.9. 13 В соответствии с названием стандарта STEP определяет “нейтральный” формат представления данных об изделии в виде информационной модели. Данные об изделии включают в себя: состав и конфигурацию изделия; геометрические модели разных типов; административные данные; специальные данные. Для обеспечения единообразия описания изделий в различных прикладных областях предполагается, что информационные модели (в терминах стандарта это “протоколы применения”) создаются на базе типовых блоков (“интегрированных ресурсов”), причем для описания схем данных используется специально разработанный язык Express. Реально стандарт ISO 10303 представляет собой серию документов, которая состоит из восьми взаимосвязанных разделов. Каждый раздел состоит из отдельных томов. К настоящему времени в России со статусом государственного стандарта РФ приняты 6 томов этого стандарта, и подготовлены к утверждению еще шесть. Приняты и введены в действие (рис.10.): ГОСТ Р ИСО 10303-1-99 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 1. Общие представления и основополагающие принципы. ГОСТ Р ИСО 10303-11-2000 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 11. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS. ГОСТ Р ИСО 10303-12-2000. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление и обмен данными об изделии. Часть 12. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS-I. ГОСТ Р ИСО 10303 -21-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 21. Методы реализации. Кодирование открытым текстом структуры обмена. ГОСТ Р ИСО 10303 -41-99. Системы автоматизации производства и их интеграции. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 41. Интегрированные обобщенные ресурсы. Основы описания и поддержки изделий. ГОСТ Р ИСО 10303-45-2000. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 45. Интегрированные обобщенные ресурсы. Материалы. Также приняты и введены в действие рекомендации по стандартизации Р50.1.031-2001 "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Часть 1. Терминология, относящаяся к стадиям жизненного цикла продукции" и Р50.1.032-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Часть 2. Основные термины и определения методологии и функциональных объектов в стандартах серии ISO 10303". Эти РС устанавливают термины и определения понятий в области CALS-технологий. 14 Рис.10. Любая продукция включает в себя комплектующие изделия, получаемые от поставщиков. Одновременно одни и те же комплектующие могут входить в разную продукцию, поэтому существует потребность в средствах их самостоятельного информационного описания. ISO 13584 Parts Library – это серия международных стандартов для представления и обмена доступными для компьютерной интерпретации данными о поставляемых компонентах и комплектующих изделиях (узлах, деталях). Стандарт ISO 13584 PLIB включает семь разделов: 1. общий обзор и основополагающие принципы; 2. концептуальная модель библиотеки деталей; 3. интегрированные ресурсы; 4. логическая модель библиотеки поставщика; 5. данные о поставщике; 6. программный интерфейс к данным; 7. методология структуризации классов (семейств) деталей. В отличие от стандарта ISО 10303 STEP, предназначенного для описания конкретного экземпляра продукции, стандарт ISО 13584 PLIB позволяет описывать классы продукции (компонентов и комплектующих) и регламентирует: средства описания и технологию представления информации о компонентах и комплектующих; технологию обработки данных, в том числе хранения, передачи, доступа, изменения и архивирования; стандартные детали, определенные международными или национальными стандартами, например крепежные детали, уплотнения, подшипники; 15 библиотеки (базы) данных о деталях конкретного поставщика. Управление конфигурацией изделия регламентируется нормативными документами министерства обороны США MIL-HDBK-61 и MIL-STD-2549. MIL-HDBK-61 Configuration Management Guidance – представляет собой общее руководство по управлению конфигурацией сложной наукоемкой машиностроительной (и не только) продукции. MIL-STD-2549 Configuration Management Data Interface – Стандарт описывает требования к базе данных, содержащей информацию о конфигурации изделия и позволяющей получить различные “срезы” (“как спроектировано”, “как изготовлено” и т.д.) конфигурации любого компонента. 3.2.Базовые стандарты на представление текстовой и графической информации Основным стандартом, регламентирующим представление в документах текстовой и графической информации является, международный стандарт ISO 8879 Information Processing Text and Office System – Standard Generalised Markup Language (SGML). Этот стандарт определяет обобщенный стандартный язык разметки текста, способ описания структуры документа, а также формат вставляемых в документ описательных меток. С точки зрения стандарта SGML документ рассматривается как совокупность: содержания (информации, содержащейся в документе в текстовой, графической и мультимедийной форме); данных о структуре документа (взаимосвязи глав, разделов, параграфов, ссылки, права доступа к элементам документа); данных о стиле оформления документа (используемых шрифтах, интервалах, размерах полей, способе нумерации и т.д.). Структура документа задается при помощи "Определения типа документа" (ОТД), описывающего его структуру подобно тому, как схема базы данных описывает типы поддерживаемых данных и отношения между полями. ОТД задает взаимосвязь фрагментов текста, образующих документ. Применение стандарта SGML для создания структурированных документов дает значительные преимущества. Фактически документ преобразуется в базу данных, допускающую манипуляции с элементами документа в соответствии с заданным ОТД. В свою очередь, ОТД разрабатывается в соответствии с назначением документа. Например, в соответствии с ГОСТ 2.601-95 “ЕСКД. Эксплуатационные документы”. Стандарту ISO 8879 сопутствуют дополнительные технические стандарты, как международные, так и национальные, регламентирующие различные аспекты его использования. К их числу относятся: ISO/IEC 10179 Document Style Semantics and Specification Language (DSSSL). Данный стандарт определяет язык для описания правил и формата отображения SGML-документов при выводе на экран, печать или иное устройство отображения. ISO/IEC IS 10744 Information Technology – Hypermedia/Time Based Document Structuring Language (HyTime). Определяет расширение SGML в части использования мультимедийной информации ISO/IEC 8632 Information Processing Systems – Computer Graphics – Metafile. Стандарт описывает формат хранения пла- 16 нарных векторных и векторно-растровых изображений. Сформулированы требования к представлению изображений в формате CGM. ISO/IEC 10918 Coding of Digital Continuous Tone Still Picture Images (JPEG). Стандарт определяет требования к представлению растровой графики в цифровом формате. ISO 11172 MPEG2 Motion Picture Experts Group (MPEG) Coding of Motion Pictures and associated Audio for Digital Storage Media – Стандарт определяет требования к представлению видеоинформации в цифровом формате. ISO/IECS 13522 Information Technology – Coding of Multimedia and Hypermedia Information (MHEG) – Определяет требования к представлению мультимедийной информации. MIL-HDBK-28001 US Department of Defence Application of – SGML. Federal Information Processing Standard (FIPS 152). В этом национальном стандарте США, одновременно являющимся и стандартом министерства обороны, описаны принципы использования языка SGML для составления технической документации. Приводятся руководства по хранению, извлечению, обмену и обработке данных, подготовленных в соответствии с требованиями данного документа. Содержится описание роли языка SGML в общей стратегии CALS. Также документ содержит описания процедур анализа документов, разработки описаний типа документа(DTD), создания экземпляров документации, SGMLмаркировки сложных данных(таких как математические формулы). В приложениях к стандарту приведены схемы построения систем хранения технической информации, механизмы обновления и корректировки данных. 3.3. Базовые стандарты на общие принципы электронного обмена и управления данными Стандарт министерства обороны США MIL-STD-1840 – Автоматизированный обмен технической информацией (Automated Interchange of Technical Information) часто называют “зонтичным” стандартом в области CALSтехнологий, т.к. он определяет используемые международные, национальные, военные стандарты и спецификации для электронного обмена информацией между организациями или системами. MIL-STD-1840C определяет формат, структуру и методы обмена техническими данными в разнородной компьютерной среде, то есть данных, используемых для преобразования и хранения технической информации в электронном виде. Под термином“технические данные” понимается информация, используемая системами автоматизированного проектирования, управления, планирования и т.д. В настоящее время в России приняты и введены в действие рекомендации по стандартизации Р50.1.027-2001 "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Автоматизированный обмен технической информацией. Основные положения и общие требования". Выполненные с учетом как MIL-STD1840C, так и действующих российских стандартов, эти РС распространяются на обмен между организациями или системами конструкторскими, технологическими, программными и другими проектными данными, представленными в электронном виде. РС определяют основные правила формирования пакета технических данных для электронного обмена, форматы представления технических данных об изделии, а также устанавливают требования и соглашения, относящиеся к логическому распознаванию файлов независимо от среды передачи технической информации. 17 4. ДАННЫЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ХОДЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ Традиционный подход, сложившийся в первоначальный период внедрения вычислительной техники в производственные процессы, состоял в том, с ее помощью решались отдельные , частные задачи, относившиеся к различным стадиям ЖЦ изделий. Исторически первыми здесь были задачи, позволяющие автоматизировать отдельные учетно-управленческие функции в рамках так называемой автоматизированной системы управления производством (АСУП). Почти одновременно с ними появились автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП). Затем стали разрабатываться и внедряться системы автоматизированного проектирования (САПР), которые позволили использовать средства вычислительной техники в процессах конструкторской и технологической подготовки производства. По мере увеличения таких систем на предприятиях возникла проблема передачи информации между ними, что естественным образом привело к идее информационной интеграции. Жизненный цикл изделия – совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния изделия, обеспечивающего потребности клиента. К основным стадиям ЖЦ относятся: маркетинг; проектирование и разработка продукции; планирование и контроль процессов; закупка материалов и комплектующих4производство или предоставление услуг; упаковка и хранение; монтаж и ввод в эксплуатацию; техническая помощь и сервисное обслуживание; послепродажная деятельность или эксплуатация; утилизация и переработка в конце полезного срока службы. Для реализации стадий ЖЦ изделий необходимы следующие данные (рис.11.): Рис. 11. 18 5. АНАЛИЗ И РЕИНЖИНИРИНГ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ 5.1. Описание процессов Всю совокупность технологических, организационно-деловых и т.п. процессов принято называть бизнес-процессами. Необходимость их глубокого исследования с целью внедрения CALS-технологий и создания ИИС обусловливает потребность в специальных средствах описания и анализа. Такие средства были первоначально разработаны в США, где в конце 70-х годов была предложена и реализована Программа интегрированной компьютеризации производства CAM (ICAM – Integrated Computer Aided Manufacturing), направленная на увеличение эффективности промышленных предприятий посредством широкого внедрения компьютерных (информационных) технологий и послужившая предтечей CALS-технологий. Реализация программы ICAM потребовала создания адекватных методов анализа и проектирования производственных систем и способов обмена информацией между специалистами, занимающимися такими проблемами. Для удовлетворения этой потребности была разработана методология моделирования IDEF (ICAM DEFinition), позволяющая исследовать структуру, параметры характеристики процессов, протекающих в производственно-технических и организационно-экономических системах (рис.12.). Рис.12. Общая методология IDEF состоит из трех частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении систем: 19 IDEF/0 используется для создания функциональной модели, отображающей процессы и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями. IDEF/1 применяется для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержки функций системы; IDEF/2 позволяет построить динамическую модель меняющихся во времени поведения функций, информации и ресурсов системы. Наибольшее распространение и применение имеют методологии IDEF/0 и IDEF/1 (IDEF/1X), получившие в США статус государственных стандартов. Для разработки функциональных моделей рекомендуется использовать нотацию IDEF0, регламентированную федеральным стандартом США FIPS 183 (Integrated Definition for Process Modeling (IDEF/0)) и с прошлого года официально принятую в России. С июля 2002г. введены в действие рекомендации по стандартизации Р50.1.028-2001."Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Методология функционального моделирования". РС описывают язык моделирования IDEF/0, правила и методику структурированного графического представления описания процессов (бизнес-процессов) предприятия или организации. Для создания информационной модели используется метод IDEF/1X, которая представляет структуру информации, необходимой для поддержки функций производственной системы или среды. Этот метод регламентирован федеральным стандартом США FIPS 184 и предназначен для проектирования логических структур баз данных после определения с помощью функциональной модели информационных потоков предприятия. IDEF/1X – методология моделирования данных, основанная на семантике, то есть на трактовке данных в контексте их взаимосвязи с другими данными. Основными конструкциями модели IDEF/1X являются сущности, отношения и атрибуты. Графически модель данных изображается совокупностью блоков (сущности), соединяющих блоки линий (отношения между сущностями) и имена атрибутов внутри блоков. Концепция CALS предполагает системное изменение и совершенствование бизнес-процессов разработки, проектирования, производства и эксплуатации изделия. Для этого используется набор разнообразных методов, в т.ч. реинжиниринг бизнеспроцессов. Внедрению CALS на предприятии должны предшествовать: анализ существующей на предприятии 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; 20 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. На рынке программных средств имеется ряд продуктов, поддерживающих методологию IDEF/0 и позволяющих строить и анализировать модели бизнес-процессов с любой необходимой степенью детализации. Методология IDEF/0 основана на подходе, получившем название SADT (Structured Analysis & Design Technique Р50.1-2000 – метод структурного анализа и проектирования). Методология SADT, предназначена для функционального моделирования, то есть моделирования выполнения функций объекта, путем создания описательной графической модели, показывающей что, как и кем делается в рамках функционирования предприятия (процесса). Основу этого подхода и методологии IDEF/0 составляет графический язык описания (моделирования) систем. 5.2. Методология IDEF/0 Отличительные особенности методология IDEF/0: 1. Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции (реинжиниринге) или замене существующей, либо проектировании новой системы. Частями (элементами) системы могут быть любые комбинации разнообразных сущностей, включающие людей, информацию, программное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергию (энергоносители). Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют, что она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и что производит. 2. Блочное моделирование и его графическое представление. Основной концептуальный принцип методологии IDEF – представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия, происходящие в изучаемой системе. Каждой функции ставится в соответствие блок. Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе средой, представляются стрелками, входящими в блок или выходящими из него. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одновременно выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществилась. 3. Лаконичность и точность. Документация, описывающая систему, должна быть точной и лаконичной. Сведения о свойствах и характеристиках системы в форме традиционных текстов в этом смысле неудовлетворительны, поскольку зачастую содержат избыточную информацию, допускают неоднозначное толкование и т.д. Графический язык позволяет лаконично, однозначно и точно показать все элементы (блоки) системы и все отношения и связи между ними, выявить ошибочные, лишние или дублирующие связи и т.д. 4. Передача информации. Средства IDEF/0 облегчают передачу информации от одного участника разработки модели (отдельного разработчика или рабочей группы) к другому. К числу таких средств относятся: диаграммы, основанные на простой графике блоков и стрелок, легко читаемые и понимаемые; метки на естественном языке для описания блоков и стрелок, а также глоссарий и сопроводительный текст, уточняющие смысл элементов диаграммы; 21 последовательная декомпозиция диаграмм, строящаяся по иерархическому принципу, при котором на верхнем уровне отображаются основные функции, а затем происходит их детализация и уточнение; древовидные схемы иерархии диаграмм и блоков, обеспечивающие обозримость модели в целом и входящих в нее деталей, что особенно важно при моделировании больших систем. 5. Строгость и формализм. Разработка моделей IDEF/0 требует соблюдения ряда строгих формальных правил, обеспечивающих преимущества методологии в отношении однозначности, точности и целостности сложных многоуровневых моделей. Эти правила описываются ниже. Здесь отмечается только основное из них: на всех стадиях и этапах разработки и корректировки модели должны строго, формально соблюдаться синтаксические и семантические правила графического языка, а результаты – тщательно документироваться с тем, чтобы при ее эксплуатации не возникало вопросов, связанных с неполнотой или некорректностью документации. На рынке программных средств имеется ряд продуктов, поддерживающих методологию IDEF/0 и позволяющих строить и анализировать модели бизнес-процессов с любой необходимой степенью детализации. К числу таких продуктов относится система WorkFlow Modeler v.4.2 фирмы Meta Software Corporation (США), которую и предполагается использовать в качестве инструментального средства для проведения работ, связанных с анализом процессов на предприятиях. 6. Итеративное моделирование. Разработка модели в IDEF/0 представляет собой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергают обсуждению, рецензированию и последующему редактированию, после чего цикл повторяется. Такая организация работы способствует оптимальному использованию знаний системного аналитика, владеющего методологией и техникой IDEF0, и знаний специалистов – экспертов в предметной области, к которой относится объект моделирования. 7. Отделение "организации" от "функций". При разработке моделей следует избегать изначальной "привязки" функций исследуемой системы к существующей организационной структуре моделируемого объекта (предприятия, фирмы). Это помогает избежать субъективной точки зрения, навязанной организацией и ее руководством. Организационная структура должна явиться результатом использования (применения) модели. Сравнение результата с существующей структурой позволяет, вопервых, оценить адекватность модели, а во-вторых – предложить решения, направленные на совершенствование этой структуры. 5.3.Методология IDEF/lХ Метод IDEF/lХ используется для построения информационной модели, отображающей логическую структуру информации об объектах (данных), связывающих между собой функций рассматриваемой системы. Метод IDEF/lХ , разработанный Т.Рэмей (Т. Ramey) , основан па подходе E-R-моделей П.Чена (P.Chen), т.е. на методе анализа отношений сущностей, и дает модель , эквивалентную реляционной модели третьей нормальной формы. Модель IDEF/lХ может рассматриваться концептуально, как изложение логических требований к базе данных для анализируемой предметной области. Подход IDEF/lХ основывается на определении классов объектов (сущностей), которые систематически комбинируются для создания полной, неизбыточной, однозначной информационной модели. Подобную модель называют также "концептуаль- 22 ной моделью данных" или схемой "логической структуры данных". Подход IDEF/lХ может применяться совершенно независимо от IDEF/0, однако для разработки систем две методологии вместе приводят к взаимно дополняемому набору функциональных и информационных требований (спецификаций). Методология IDEF/lХ представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения информационной модели объекта какойлибо предметной области. Информационная модель (модель IDEF/1Х) отображает информационную структуру объекта (системы) и в терминах логики приводит к спецификации базы данных. Модель такого типа называют иначе схемой логической структуры данных. Разработку информационной модели целесообразно проводить параллельно построению модели IDEF/0, не только опираясь па нее, по и обеспечивая моделированию IDEF/0 поддержку, особенно па нижних уровнях детализации. Процесс разработки модели IDEF/lХ, также как и модели IDEF/0, опирается на установление общей структуры до начала определения детальной информации. Информационная модель содержи две основные компоненты: 1. Диаграммы, отображающие структурные характеристики модели, обеспечивая выразительное представление информации. 2. Словари (глоссарий), содержащие смысловое значение каждого элемента модели, выраженное с помощью краткого текста, и обозначения (указателей), которые в совокупности точно определяют информацию, отображенную в модели. Методология IDEF/1Х. предполагает: описание процессов производства "как есть" с помощью функциональной модели; разработку и построение па основе функциональной модели "как должно быть" информационной модели; получение стандартного SQL-файла для построения базы данных; загрузку полученного SQL-файла в СУБД, получение таблиц базы данных; разработку системы сбора, анализа и храпения данных па основе таблиц базы данных. Функциональная модель позволяет идентифицировать все процессы и функции предприятия, описать и наглядно представить материальные и информационные потоки. Следующий шаг – представление структуры информации предприятия. Кроме обычных, внешнего представления данных (точка зрения пользователя) и внутреннего представления данных (точка зрения компьютера), появилось концептуальное представление данных, то есть единое определение данных в рамках одного предприятия, не зависящее от способа хранения, доступа или использования конкретных данных. В основе концептуального представления лежит понятие концепции – смыслового значения имени, объем которого есть предмет, существующий в реальном мире. Для определения данных с концептуальной точки зрения разрабатывалась методология создания моделей данных, основанная на семантике, то есть на трактовке данных в контексте их взаимосвязей с другими данными. IDEF/1Х — это и есть методология создания семантических моделей данных, которая поддерживает разработку концептуальных схем. Семантическая модель данных является абстрактной схемой, показывающей, как хранящиеся в компьютере символы соотносятся с реальным миром, то 23 есть такая модель должна быть верным отражением реального мира. Цель создания концептуальной модели – создать формализованное описание объектов предметной области, понятного специалистам этой области и специалистам – проектировщикам компьютерных систем. Предпосылками к первоначальному появлению IDEF/1Х стали потребности проектировщиков баз данных. Традиционно для храпения применяемой в рамках предприятия информации используют хранилища информации (базы данных). Данные в этих хранилищах образуют логически связанные структуры, доступ к которым осуществляется с помощью систем управления базами данных (СУБД). Постоянно расширяющиеся возможности компьютерной техники и усложнение решаемых с её помощью задач со временем вызвали определенные трудности: возникла проблема "взаимопонимания", так как в различных СУБД, даже используемых в рамках одной организации, определения одних и тех же данных отличались друг от друга. Стремление к непротиворечивости в определении данных и отсутствию избыточности привело к введению трехуровневого представления данных. 5.4. Общая методика изменения бизнес-процессов Общая методика изменения бизнес-процессов в связи с внедрением CALSтехнологий 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 организационную 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. Совокупность всех этих этапов объединяется понятием управления изменениями (Change Management) организационной и производственной структуры. 24 6. ИНФОРМАЦИОННАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ЖЦ ИЗДЕЛИЯ Среди CALS-технологий интеграции данных об изделии ключевой является технология управления данными об изделии (Product Data Management – PDM). Применение PDM-технологии дает следующие преимущества: улучшение эффективности разработок и уменьшение их стоимости; сокращение сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок; сокращение доли брака и уменьшение затрат, связанных с внесением изменений; автоматизация процедуры прохождения документов от задания на их разработку до передачи данных в производство; устранение избыточности данных и обеспечение быстрого поиска. PDM-технология предназначена для управления всеми данными об изделии и информационными процессами ЖЦ изделия. PDM объединяет различные системы между собой так, как это представлено на рис.13. Рис.13. Данные об изделии представляют собой всю информацию о продукте в течение его ЖЦ в электронном виде. Они включают в себя: состав и структуру изделия, геометрические данные, чертежи, планы проектирования и производства, спецификации, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, корреспонденцию, сведения о партиях и отдельных экземплярах изделия и многое другое. 25 7. УПРАВЛЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДОЙ Распределенный характер ИИС, в отличие от традиционных систем управления базами данных (СУБД), требует создания специальной инфраструктуры, обеспечивающей накопление, хранение и передачу данных между всеми заинтересованными участниками ЖЦ. Такая инфраструктура должна представлять собой комплекс программных и аппаратных средств, позволяющий решать перечисленные выше задачи. В рамках традиционного предприятия, расположенного на единой (и единственной) производственной площадке такая инфраструктура создается на основе локальной вычислительной сети и соответствующего системного и прикладного программного обеспечения. Для предприятий, имеющих географически распределенную производственную структуру, и, в особенности, для виртуальных предприятий (рис.14.) эта проблема играет важнейшую роль. Рис.14. Виртуальное предприятие – это группа предприятий, объединенных на контрактной основе, не имеющие единой юридической организационной инфраструктуры, но объединенные единой информационной инфраструктурой с целью использования компьютерной поддержки жизненного цикла конкретного изделия. Виртуальные предприятия создаются в сжатые сроки, эффективно функционируют и распадаются по завершению совместного проекта. Одно и тоже предприятие может одновременно входить в состав нескольких виртуальных предприятий. Традиционно в функции СУБД входит: помещение информации в базу данных (БД); хранение информации (в т.ч. создание резервных копий); 26 обновление данных (ввод новых данных взамен утративших актуальность); обеспечение достоверности и целостности данных; поиск данных по различным признакам; создание отчетов; установление (изменение) и оперативная проверка прав доступа пользователей к данным и т.д. Несмотря на внешнюю простоту и доступность Интернет, использование этой сети в качестве структурообразующего средства связано с рядом специфических проблем: 1. Первая из этих проблем состоит в том, что для эффективного накопления, хранения и использования данных всеми участниками информационного обмена в соответствии с технологиями CALS, хранилище данных должно быть логически локализовано в форме, которую в Интернет-технологиях принято называть порталом. Иными словами, должен быть создан специальный узел сети Интернет, предназначенный для информационного обслуживания предприятия, виртуального предприятия или корпорации. 2. Вторая проблема связана с тем, что этот узел и, соответственно, участники информационного обмена, должны быть ограждены от вмешательства в этот обмен посторонних лиц и организаций даже при отсутствии у них какого-либо злого умысла или враждебных интересов. 3. Третья проблема состоит в защите информации от несанкционированного доступа лиц и организаций, имеющих своей целью использование этой информации во враждебных целях: в целях похищения сведений, составляющих государственную и/или коммерческую тайну, в целях нарушения целостности и/или достоверности данных, передаваемых участниками информационного обмена и т.д. 27 8. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИИ PDM Информационные процессы являются процессами ЖЦ изделия, создающими или использующими данные о нем. Примером служит формальная процедура изменения изделия. Совокупность информационных процессов представляет собой документооборот, происходящий в течение ЖЦ изделия. Естественно, документооборот, управляемый PDM-системой, называется электронным документооборотом. При решении глобальной задачи CALS-технологий – повышения эффективности управления информацией об изделии – роль PDM-технологии состоит в том, чтобы сделать информационные процессы максимально прозрачными и управляемыми. Основным методом, применяемым для этого, является повышение доступности данных для всех участников ЖЦ изделия, что требует интеграции данных об изделии в логически единую информационную модель. Наиболее распространенные задачи, решаемые с помощью PDM-технологии: создание ИИС для всех подразделений предприятия; автоматизация управления конфигурацией изделия; построение системы качества продукции на предприятии согласно международным стандартам серии ISO 9000; создание электронного архива чертежей и прочей технической документации (наиболее простой способ применения PDM-технологии). Основными функциями PDM-системы являются ввод, вывод, хранение, отображение и обработка следующей информации: идентификационной информации об изделии и его компонентах; информации о структуре, вариантах конфигурации изделий и входимости компонентов в различные изделия; геометрических моделей различных типов или электронных образов бумажных документов (чертежей); данных о структуре рабочих групп на предприятии, ролях и полномочиях сотрудников; данные о процессе разработки: статусах результатов работы, внесенных изменениях и т.д.; документов различных типов, ассоциированных с элементами изделия; данных о функциональных или технических характеристиках изделия и его элементов, измеряемых в различных единицах; данных об уровнях доступа пользователей, грифах секретности и т.д. Ввод-вывод данных может осуществляться: путем загрузки-выгрузки обменного файла из CAD/CAM систем; в интерактивном режиме путем ручного ввода; установлением ссылки на уже имеющиеся в ИИС объекты; внешними программными системами с использованием встроенного программного интерфейса удаленного доступа. Данные об изделии отображаются в виде дерева ветви которого декомпозируются на на агрегаты, сборочные единицы (узлы), подузлы и отдельные детали. Система позволяет редактировать атрибуты отдельных элементов, создавать и удалять их. С элементами дерева связаны документы, сведения о выполненных действиях, характеристики. Подсистема работы с документами обеспечивает быстрый доступ к по- 28 следней (активной) версии документа, позволяет создавать новые редакции на основе предыдущих; обеспечивает целостность данных в процессе редактирования. Разработанным моделям, чертежам или документам могут быть присвоены различные статусы ("Разработано", "Проверено", "Утверждено", "Нормоконтроль" и т.д.) Для реализации PDM-технологии существуют специализированные программные средства, называемые PDM-системами (системы управления данными об изделии). Управление данными об изделии (УДИ) схематически представлено на рис.15. Рис.15. Это вид управления является системообразующим, поскольку снабжает информацией все этапы ЖЦ, следующие за этапом проектирования. Цель УДИ – обеспечение полноты, целостности и актуальности информации об изделии в любой момент времени и доступность ее всем участникам ЖЦ в соответствии с имеющимися у них правами. Они представляют собой компьютерные средства управления всеми связанными с изделием данными и информационными процессами ЖЦ. Как показано на схеме, система УДИ имеет информационные связи с САПР, АСУП, УПр, УКф, УКч и другими автоматизированными системами, что и свидетельствует о системообразующем характере и роли этой системы. В отличие от АСУП, контролирующей информацию о ресурсах предприятия, PDM-системы направлены именно на управление информацией о продукте. PDM-система также является и системой управления проектом, т.к. фактически предназначена для работы над проектом по разработке, производству и продвижению на рынок наукоемкого промышленного изделия. 29 PDM-система одновременно является рабочей средой пользователя и средством интеграции данных на протяжении всего ЖЦ изделия. Главной задачей PDM-системы как рабочей среды пользователя является предоставление соответствующему сотруднику нужной ему информации в нужное время в удобной форме (в соответствии с правами доступа). Пользователями PDM-системы выступают все сотрудники предприятий-участников ЖЦ изделия (конструкторы, технологи, работники технического архива), а также служащие, работающие в других предметных областях: сбыт, маркетинг, снабжение, финансы, сервис, эксплуатация и т. п. PDM-система обеспечивает все потребности пользователя, начиная от просмотра спецификации узла и кончая изменением твердотельной модели детали или утверждением измененной детали начальником. При необходимости PDMсистема пользуется помощью других систем для обработки данных (например, САПР), самостоятельно определяя, какое именно внешнее приложение необходимо запустить для обработки той или иной информации. Перечень функций PDM-системы: 1. Управление хранением данных и документов. Все данные и документы в PDM-системе хранятся в специальной подсистеме (хранилище данных), которая обеспечивает их целостность, организует доступ к ним в соответствии с правами доступа и позволяет осуществлять их поиск. Данные документы являются электронными, т.е. обладают электронной подписью. 2. Управление процессами. PDM-система отслеживает все операции пользователей с данными, в том числе следит за версиями. Кроме того, PDM-система управляет потоком работ (например, в процессе проектирования изделия) и занимается протоколированием действий пользователей и изменений данных. 3. Управление составом изделия. PDM-система содержит информацию о составе изделия, его вариантах. Важной особенностью является наличие нескольких представлений состава изделия для различных предметных областей (конструкторский состав, технологический состав, маркетинговый состав и т.д.). 4. Классификация. PDM-система позволяет производить распределение изделий и документов в соответствии с различными классификаторами. Это может быть использовано при поиске продукта с нужными характеристиками с целью его повторного использования или для автоматизации присваивания обозначений компонентам изделия. На рис.16. приведен пример вариантов составов изделия. Рис.16. Пример вариантов составов изделия 30 Другой важной функцией PDM-системы является интеграция данных на протяжении всего производственного цикла, т.е. ИИС (рис.17.). Рис.17.. Интеграция данных об изделии Фактически на предприятии существуют два центра интеграции данных: АСУП и PDM-система. АСУП (или ERP-система) интегрирует данные о ресурсах предприятия, необходимых для его функционирования, тогда как PDM-система интегрирует данные о его деятельности. Кроме того, существуют прикладные компьютерные системы, основной задачей которых являются создание и обработка данных об изделии. Таким образом, можно выделить два направления интеграции данных на предприятии: вертикальное (т.е. интеграция PDM-системы и прикладных систем) и горизонтальное (т.е. интеграция PDM-системы и АСУП). Вертикальная интеграция затрагивает PDM и прикладные системы. Ее суть состоит в том, что данные об изделии, созданные прикладными системами, передаются на хранение в PDM-систему, а при необходимости их обработки или изменения – обратно, после чего вновь должны быть возвращены в PDM. При этом она контролирует целостность, полноту и актуальность данных. Горизонтальная интеграция объединяет PDM-системы и АСУП. Ее задача – создание и поддержание полной информационной модели предприятия, включающей данные как о его продукте, так и о ресурсах. Одним из основных преимуществ такой модели является исключение повторного ввода данных при переходе изделия с этапа разработки (контролируется в основном PDM-системой) на этап производства (контролируется АСУП). Примером данных, передаваемых из PDM-системы в АСУП, может служить состав изделия. Важный компонент "бесшовной" интеграции на предприятии – поддержка PDM-системой произвольного набора характеристик объектов, что позволяет интегрировать эту систему практически с любой другой компьютерной системой. При этом вторая получает именно те данные, которые нужны ей для выполнения своих функций. Например, данные о необходимом для производства детали количества материала или типе станков создаются на этапе проектирования детали и могут быть представлены в виде некоторого набора характеристик, а тот, будучи переданным в АСУП, автоматически используется при закупке сырья или планировании. Можно выделить несколько уровней интеграции PDM-системы и других компьютерных приложений, используемых на предприятии. Наиболее современным уровнем считается применение единой модели данных. Это означает, что все компьютерные системы (PDM, АСУП и прикладные) работают с единой совместно используемой базой данных. Такой способ наиболее близок к идеальному, но реализации его на практике практически отсутствуют. 31 Следующим уровнем интеграции является прямой доступ к БД. При этом все компьютерные системы имеют свои БД, но каждая из них беспрепятственно читает и пишет данные в БД другой системы. (например, PDM-система имеет неограниченный доступ к БД АСУП, и наоборот). Это способ интеграции встречается на практике, и многие PDM-системы владеют механизмами его реализации. Например, пакет TFlex Docs фирмы Топ Системы имеет возможность прямого доступа к внешним БД и синхронизировать свою БД с ними в режиме реального времени. Самый распространенный уровень интеграции – взаимодействие путем использования прикладных программных интерфейсов (API – Application Programming Interface). практически любая полноценная PDM-система имеет свой API, с помощью которого пользователи могут настраивать ее в соответствии с потребностями своего предприятия. Таким образом, PDM-систему "учат общаться" с другими компьютерными системами. Это можно сделать, разработав на предприятии небольшое приложение (шлюз), которое будет передавать данные из PDM-системы в АСУП, получая их с помощью API PDM-системы и загружая в АСУП, используя API АСУП. Наконец, самым простым уровнем интеграции приложений считаются файлы обмена данными между ними. При осуществлении передачи данных от одной системы другой, первая будет генерировать файл, содержащий передаваемые данные, а вторая – читать его и получать эти данные. Для создания обменного файла и для его чтения потребуются специальные программы – конверторы, которые будут преобразовывать данные из формата прикладной системы в формат обменного файла и наоборот. При выборе формата обменного файла существуют различные варианты. Можно использовать стандартные форматы, например, формат, оговоренный в международном стандарте для обмена данными об изделии ИСО 10303 STEP. Можно разработать на предприятии (или внутри кооперации) свой собственный формат обменного файла. Использование PDM-системы ведет к уменьшению времени проектирования на 20…30%. За счет чего возможен такой рост? Сокращение сроков выхода изделия на рынок связан в первую очередь с повышением эффективности процесса проектирования, вызванного применением PDM-системы. Оно имеет четыре аспекта: 1. PDM-система избавляет конструктора от непроизводительных затрат времени, связанных с исключительно с поиском, копированием и архивированием данных, что при работе с бумажными носителями составляет 25…30% его времени. 2. PDM-система позволяет улучшить коммуникации между конструкторами, технологами и другими участниками ЖЦ изделия за счет применения технологий параллельного проектирования и значительно расширяет количество изменений, перенося большую их часть на этап проектирования (более раннее выявление ошибок). 3. Благодаря упорядочиванию потока работ значительно сокращается стоимость изменения ( в первую очередь, из-за исключения временных потерь). 4. PDM-система практически избавляет конструктора от синдрома "изобретения велосипеда", делает реально возможным широкое заимствование и повторное использование уже спроектированных деталей. Ранее было проще заново спроектировать узел, чем искать уже существующий, перелопачивая горы документации. Таким образом, PDM-система доводит количество заимствованных компонентов в изделии до 80%. 32 Применение PDM-системы, предполагающей наличие единой целостной модели изделия и четких способов доступа к хранящейся информации, позволяет значительно улучшить качество данных и, соответственно, повысить качество самого изделия. Оценить эффективность применения PDM-системы можно на следующем примере. При работе над проектом спутника связи, подразделение космических систем компании General Dynamics смогло с помощью параллельного проектирования, реализованного на базе PDM-системы, сократить время разработки деталей в среднем на 21%, продолжительность всего ЖЦ проектирования – на 43%, количество изменений на 73%, количество рекламаций – на 94%. Компания IBM смогла на 70% уменьшить время проведения изменений изделия и на 35% повысить эффективность выбора покупных деталей. Кроме того, было достигнуто значительное сокращение дублирующих деталей, причем на каждый процент улучшения выигрыш корпорации составлял более 200 миллионов долларов. В фирме Boeing изменение размеров люка на грузовом самолете требовало 5000 часов рабочего времени и занимало до 6 месяцев. За счет применения PDMсистемы это время сокращено до 100 часов. 33 9. УПРАВЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИЕЙ ИЗДЕЛИЯ При электронном проектировании средствами систем CAE/CAD/CAM должны использоваться и электронные средства управления конфигурацией, отвечающие, в частности, требованиям стандарта ISO10303-203 (рис.18.). Рис.18. Это относительно новое для отечественного технического обихода понятие допускает две трактовки. В узком смысле под конфигурацией понимают структуру и состав изделия, а под управлением конфигурацией – правила и процедуры внесения изменений в конструкцию и их документирования. В широком смысле конфигурация – структура и состав изделия, компоненты которого обладают определенными атрибутами, что обеспечивает выполнение заданных технических характеристик (требований). Процесс управления конфигурацией (Configuration Management/CM) предусматривает: идентификацию конфигурации, т.е. присвоение ее текущей версии определенного "имени" (кодового обозначения); проверку конфигурации, т.е. получение подтверждения того, что текущая версия изделия соответствует техническим требованиям; при отрицательном результате проверки: анализ причин невыполнения требования (требований) и документально оформленное инициирование работ по внесению изменений в конструкцию (как правило, посредством замены или переделки отдельных узлов или агрегатов); контроль результатов изменения; при положительном результате – присвоение новой версии конфигурации нового "имени". 34 Согласно требованиям зарубежных нормативно-методических документов, например, при создании сложных технических объектов по заданию государства ведомство-заказчик назначает специальное лицо – управляющего конфигурацией, в обязанности которого входит выполнение перечисленных выше функций. Порядок их выполнения, а также формы документирования всех совершаемых при этом действий регламентированы соответствующими стандартами. При электронном проектировании средствами систем CAE/CAD/CAM должны использоваться и электронные средства управления конфигурацией, отвечающие, в частности, требованиям стандарта ИСО 10303-203. 35 10. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЛОГИСТИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА Рис.19. Системный подход к проектированию ЖЦ изделия и вытекающий из него комплекс управленческих мероприятий, направленных на сокращение этих затрат, объединяются понятием интегрированной логистической поддержки (ИЛП). ИЛП реализуется посредством применения специализированных информационных технологий (ИТ) и соответствующих программно-методических средств. Базовым стандартом в области ИЛП, получившим в Европе de-facto статус международного, является стандарт министерства обороны Великобритании DEF STAN 00-60: Интегрированная логистическая поддержка (Integrated Logistic Support). Это новейший стандарт, в настоящее время состоит из двенадцати томов, охватывающих основные аспекты ИЛП. Этот стандарт является “зонтичным” по отношению к различным аспектам ИЛП. Регламентируя основные требования, он в свою очередь, определяет возможности использования международных, национальных, военных стандартов и спецификаций: AECMA 1000D - International specification for technical publications utilizing a Common Source Data Base - Международная спецификация требований к техническим руководствам, выполняемым с использованием общей базы данных. Спецификация разработана Европейской ассоциацией аэрокосмической промышленности (the European Association of Aerospace Industries - AECMA). В спецификации изложена технология работ по подготовке и сопровождению эксплуатационной технической документации AECMA Specification 2000M. International Specification for Materiel Management Integrated Data Processing for Military Equipment - Международная спецификация по информационной поддержке процессов управления ресурсами для военной техники. Разработана в АЕСМА. 36 MIL-HDBK-502 Acquisition Logistics - Управление ресурсами в ходе жизненного цикла продукта. Под ресурсами понимается все типы материальных и информационных ресурсов, используемых на различных стадиях ЖЦ. MIL-PRF-49506 Logistics Management Information - Данная спецификация описывает требования к форматам представления данных о продукте, необходимых для использования системами управления ресурсами. MIL-STD-974 Contractor Integrated Technical Information Service (CITIS) – Определяет требования к интегрированной системе информационнотехнического обслуживания исполнителей заказов (состав информации, права доступа), функциями которой являются совместное ведение контрактов и предоставление доступа к информации о контрактах. «Integrated Logistic Support» (он практически стал международным). На нормы стандарта DEF STAN 00-60 иностранные заказчики ссылаются, формулируя требования к системе ИЛП для отечественных изделий. Учитывая «NATO CALS Handbook», стандарт США MIL –STD-1388, требования авиационной спецификации AECMA 1000D можно выявить основное содержание проблемы ИЛП и сформулировать связанные с ней задачи. Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП) включает в себя следующие процедуры (рис.20.): Рис.20. логистический анализ (Logistic Support Analysis) изделия, выполняемый с целью обеспечения необходимого уровня надежности, ремонтопригодности и пригодности к поддержке, а также установления требований: 37 к конструкции изделия, размещению его агрегатов и узлов, подлежащих регулярному обслуживанию, замене и ремонту; к вспомогательному и испытательному оборудованию; к численности и квалификации эксплуатационного и обслуживающего персонала; к системе и средствам обучения; к номенклатуре и количеству запасных частей, расходных материалов и т.д.; к организации хранения, транспортировки, упаковки и т.д. планирование технического обслуживания и ремонта (ТОиР) изделия (Maintenance and Repair Planning): разработка концепции ТОиР, требований к изделию в части его обслуживания и реализации плана ТОиР; интегрированные процедуры поддержки материально-технического обеспечения (МТО) процессов эксплуатации, обслуживания и ремонта изделия (Integrated Supply Support Procedures Planning), в т.ч.: определение параметров начального и текущего материальнотехнического обеспечения; кодификация предметов поставки; планирование поставок изделий; управление заказами на поставку предметов снабжения; управление счетами на оплату заказанных предметов снабжения; меры по обеспечению персонала электронной эксплуатационной документацией (ЭЭД) и электронной ремонтной документацией (ЭРД) на изделие (Electronic Maintenance Documentation, Electronic Repair Documentation), проводимое на стадии проектирования и реализуемое в процессе производства конкретных экземпляров (партий) изделия. В ходе ЛА решаются следующие основные задачи: формирование требований к проекту и к системе поддержки на основе сравнения с существующими аналогами; корректировка проектных решений, направленная на обеспечение эффективной эксплуатации. 10.1. Логистический анализ Многолетняя практика проектирования сложных технических систем показывает, что: до 70% стоимости жизненного цикла изделия определяются на стадии разработки ТЗ, требующей для своей реализации всего около 10% стоимости ЖЦ; в процессе разработки окончательного проекта изделия (30% стоимости ЖЦ) фактически известны до 90% стоимости ЖЦ. Это значит, что именно на ранних стадиях разработки изделия, когда уже ясна большая часть стоимости его ЖЦ, заложен наибольший потенциал ее сокращения. Именно решение данной задачи является главной особенностью логистического анализа (ЛА), как элемента ИЛП в отличие от традиционного ЛА, имеющего целью лишь минимизацию затрат ресурсов в логистических системах. 38 Применительно к ИЛП логистический анализ заключается в использовании ряда методов научного и инженерного анализа в процессе разработки изделия и его ИЛП-системы, чтобы наилучшим образом обеспечить пригодность изделия к осуществлению поддержки эксплуатации. На рис.21. представлен один из вариантов организации ЛА. Отсюда видно, что существуют две фазы ЛА: 1. Стадия проектирования изделия. Вырабатываются решения, позволяющие существенно снизить стоимость ЖЦ изделия. 2. Стадия проектирования ИЛП-системы изделия (для спроектированного изделия). Определяются меры и ресурсы, необходимые для поддержки эксплуатации изделия. Рис.21. Пример организации логистического анализа ЛА начинается с момента получения технического задания на изделие и организацию его ИЛП, то есть с постановки задачи. Основным результатом этой стадии являются выработка стратегии проведения ЛА, соответствующих методов и средств. На стадии проектирования и производства изделия главная задача состоит в том, чтобы конструктивно обеспечить наилучшую пригодность изделия к поддержке эксплуатации. Результаты ЛА отражаются в отчетной документации, представляемой заказчику, и, частично, в БД.ЛА. База данных логистического анализа – часть документации ЛА, содержащая данные, предназначенные для выявления потребностей в ресурсах поддержки эксплуатации изделия, таких как: 39 планируемые потребности в ресурсах; фактические потребности в ресурсах. БД ЛА поддерживается в течение всего ЖЦ ИЛП-системы изделия, связана с АСУ эксплуатации изделия и используется для следующих целей: проведения повторного ЛА при модернизации изделия или среды его эксплуатации; формирования комплексной системы материально-технического обеспечения (МТО) изделия; обмена опытом с другими проектами изделий; формирования стандартизованных отчетов ЛА. 10.2. Группы задач логистического анализа Стандарт 00-60 выделяет в логистическом анализе 15 стандартизованных задач, сгруппированных в 5 серий (рис.22.). Рис.22. Данный перечень задач установлен для ИЛП-проектов министерства обороны Великобритании (табл.1). Во всех остальных случаев он позиционируется как образец, допускающий корректировку с учетом особенностей конкретного проекта. 40 Таблица 1 Задачи логистического анализа Группа задач Серия 100. Планирование логистического анализа Серия 200. Разработка пролекта изделия, обеспечивающего пригодность к поддержке эксплуатации Задача 101. Разработка стратегии ЛА 102. Разработка плана ЛА 103. Утверждение плана ЛА 201. Определение факторов, влияющих на пригодность изделия к поддержке эксплуатации 202. Определение требований к проекту изделия с точки зрения пригодности к поддержке эксплуатации 203. разработка эскизных проектов изделия с целью последующего сравнительного анализа 204. проработка наилучшего варианта конструкции изделия 205. Итоговая оценка завершенного проекта с точки зрения наилучшей готовности к поддержке эксплуатации Серия 300. Проектиро- 301. Определение функций по эксплуатации и обслуживание и оптимизация ванию изделия и требований к персоналу ИЛП-системы 302. Разработка вариантов ИЛП-системы изделия 303. Сравнительный анализ вариантов ИЛП-системы Серия 400. Анализ и планирование функционирования ИЛПсистемы 401. Определение потребности ИЛП-системы в ресурсах 402. Предварительная оценка внедрения нового изделия 403. Планирование организации ИЛП изделия после снятия его с производства Серия 500. Оценка 501. Оценка реальной пригодности изделия к поддержке пригодности изделия к эксплуатации осуществлению поддержки эксплуатации Система задач и последовательность их выполнения построены так, чтобы снизить вероятность неудачных проектных решений, влияющих на эффективность эксплуатации изделия. Подразумевается, что одна из важнейших целей ЛА – доказать потребителю, что возможные меры по сокращению стоимости владения изделием приняты. Выполнение ЛА носит итеративный характер. Задачей 501 завершается каждая стадия ЛА. В зависимости от результата ее выполнения осуществляется переход к следующей стадии или возврат к одной из предыдущих. Заказчик участвует в процессе логистического анализа и может контролировать его ход. По завершении очередной задачи ЛА заказчику предоставляется отчет. Стандарт 00-60 особо выделяет отчеты базы данных, определяя их форму и содержание. 41 10.3 Пригодность к поддержке Однако ЛП рассматривает не только готовность изделия к осуществлению поддержки эксплуатации. Надежность и ремонтопригодность по прежнему остаются важными критериями оптимизации стоимости ЖЦ, а потому ЛА имеет ряд соответствующих методик: анализ последствий возможных неисправностей и путей их предотвращения (Failure modes Effects and Criticality Analysis – FMECA); сравнительный анализ эффективности методов организации обслуживания изделия, позволяющих предотвратить возникновение неисправностей (Reliability Centered Maintenance Analysis RCMA); анализ качества обслуживания изделия (Level of Repair Analysis- LORA). В ходе ЛА определяются концепция технического обслуживания и ремонта, а также требования к конструкции изделия, в частности, вырабатывается соответствующий регламент, обосновываются требования к вспомогательному оборудованию и подготовке персонала. Одним из результатов выполнения ЛА может являться, например, формирование некоторого интегрального показателя (функционала), характеризующего эффективность ИЛП-системы (рис.23.): Рис.23. S=f(MTBF,MTTR,RST,MTBA,MTBR,ROA,RML), где MTBF (Mean Time between Failures) – средне время между отказами оборудования; MTTR (Mean Time to Repair) – среднее время ремонта; MTBMA (Mean Time between Maintenance Actions) – среднее время между обслуживанием; 42 MTBR (Mean Time between Removals) – средне время между заменами узлов или деталей; ROA (Required Operational Availability) – требуемый уровень готовности; RML (Required Maintenance Level) – требуемый уровень обслуживания. Конкретный вид этого функционала и методика оценки пригодности к поддержке эксплуатации по его количественному значению будут определяться организацией, осуществляющей ЛА. 10.4. Выбор задач ЛА для конкретного проекта Итак, выбор задач ЛА для конкретного проекта определяется (рис.24.): Рис.24. В процессе решения задач ЛА определяется структура изделия и назначаются коды (рис.25.) Рис.25. 43 В заключительной стадии решаются следующие задачи (рис.26.) Рис.26. Результаты ЛА отражаются в отчетной документации, представляемой заказчику, и, частично, в базе данных ЛА (рис.27.). Рис.27 44 База данных ЛА (LSA Record) – часть документации ЛА, содержащая данные, предназначенные для выявления потребностей в ресурсах поддержки эксплуатации изделия. Сюда входят: планируемые потребности в ресурсах; фактические потребности в ресурсах. База данных ЛА связана с АСУ эксплуатации изделия и используется для: проведения повторного ЛА при модернизации изделия или среды его эксплуатации; формирования комплексной системы МТО изделия; обмена опытом с другими проектами изделий; формирования стандартизованных отчетов ЛА. Стандарт 00-60 рекомендует создавать базу данных ЛА в виде реляционной базы данных (в общем виде она содержит более 100 таблиц и почти 600 элементов данных) или электронных таблиц. Однако она может быть реализована и в PDM-системе. Заказчик участвует в процессе логистического анализа и может контролировать его ход. По завершении очередной задачи ЛА заказчику предоставляется отчет (рис.28.). Стандарт 00-60 особо выделяет отчеты базы данных, определяя их форму и содержание. Возможность подрядчика организовать ИЛП в значительной мере выражена его способностью предоставить заказчику отчеты ЛА в срок и в соответствующей форме. Рис.28. Использование результатов ЛА на стадиях ЖЦ показано на рис. 29. 45 Рис. 29. 46 11. ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ИЗДЕЛИЯ Планирование процессов ТОиР предполагает: разработку концепции ТОиР; анализ и конкретизацию требований к изделию в части его обслуживания и ремонта; разработку и оперативную корректировку плана ТОиР. 11.1 Концепция ТОиР Концепция ТОиР (рис.30.) предопределяет стратегию этих работ и их системную организацию. Рис.30. Система ТОиР – совокупность взаимосвязанных технических средств, специальной технической документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, относящихся к компетенции этой системы. Согласно ГОСТ 18322-78, техническое обслуживание (ТО) – операция или комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировке. Тот же ГОСТ 18322-78 определяет ремонт (Р) как комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей. Принято различать следующие виды ТО изделий: ТО при использовании; ТО при хранении; ТО при перемещении; ТО при ожидании использования по назначению. 47 Виды ТО можно классифицировать в зависимости от: периодичности выполнения; условий эксплуатации; регламентации выполнения; организации выполнения. В ходе ТО выполняются регламентированные в конструкторской документации операции, необходимые для поддержания работоспособности или исправности изделия в течение его срока службы. Выбирая соответствующий метод технического обслуживания изделий, можно назначать величины параметров, относящихся к характеристикам поддерживаемости, минимизируя эксплуатационные затраты. Помимо перечисленных выше понятий, в стандарте DEF STAN 00-60 введено понятие уровня ТОиР, которое применительно к отечественным оборонным условиям может быть интерпретировано следующим образом: нулевой уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала, непосредственно эксплуатирующего изделие (экипажа); первый уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала подразделения (части), в составе которого эксплуатируется изделие (в армейских условиях – батальонные, полковые ремонтные службы); второй уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала соединения, в составе которого эксплуатируется изделие (корпусные, дивизионные, армейские ремонтные службы); третий уровень: ТОиР, выполняемые силами персонала специализированных предприятий фронтового (окружного) подчинения; четвертый уровень: ТОиР, выполняемые силами персоналапредприятияизготовителя. Каждому уровню соответствует свой набор задач, требования к численности и квалификации обслуживающего и ремонтного персонала, к количеству и номенклатуре запасных частей и заменяемых агрегатов, к составу специального оборудования и т.д. Конкретизация изложенных выше положений и представлений служит основой содержания концепции ТОиР, разрабатываемой, как правило, поставщиком изделия и согласуемой с заказчиком. 11.2.Требования к изделию в отношении ТОиР Требования к изделию в отношении ТОиР определяются на основе данных ЛА, содержащихся в БД ЛА, и уточняются по результатам реальной эксплуатации в различных условиях. На основе концепции и результатов анализа требований разрабатывают и реализуют следующие мероприятия: создание единой системы управления ТОиР, предусматривающей методы и механизмы улучшения показателей надежности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости, что в итоге должно минимизировать эксплуатационные затраты; организацию распределенной системы сбора и обработки службами заказчиков (эксплуатантов) статистической информации о значениях вышеуказанных показателей, а также данных о номенклатуре и количестве используемых запасных частей для изделия и его компонентов; эти данные извлекаются из специальных документов – формуляров изделия, его агрегатов и систем, в которых фиксируются результаты проведения операций ТОиР, факты замены компонентов, календарные сроки выполне- 48 ния операций (начало, конец), сведения о работниках, выполнявших операцию и т.д. выполнение службами заказчиков и поставщика централизованного анализа накопленных эксплуатационных и логистических данных; проведение согласованной динамической корректировки планов ТОиР; подготовку и переподготовку персонала с целью обеспечения перечисленных выше мероприятий. 11.3. План ТОиР План ТОиР разрабатывается в нескольких альтернативных вариантах с учетом распределения работ по упомянутым выше уровням, назначения обслуживающего и ремонтного персонала, обладающего необходимой квалификацией, наличия необходимых запчастей и расходных материалов и т.д. Планируются календарные даты, трудоемкость работ и их стоимость. Заказчик выбирает наиболее подходящий ему вариант. При расчетах, связанных с планированием ТОиР, используются следующие основные показатели (рис.31.): средняя продолжительность ТоиР; средняя трудоемкость ТоиР; средняя стоимость ТоиР; средняя суммарная продолжительность ТоиР; средняя суммарная трудоемкость ТоиР; средняя суммарная стоимость ТоиР; коэффициент готовности; коэффициент технического использования. Рис.31. Определения этих показателей содержатся в нормативных документах: ГОСТ 27.001-96, ГОСТ 27.002-89, ГОСТ 27.003-90, ГОСТ 27.101-96, ГОСТ 15.206-84, ГОСТ 27.301-96 и др. Их значения определяются в процессе ЛА и содержатся в соответствующих таблицах БД ЛА. 49 12.ОРГАНИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Физической реализацией ИЛП-системы, связанной с производством и функционированием изделия является комплексная система (КС) материальнотехнического обеспечения (МТО). КС МТО (рис.32.) формируется как часть ИЛПсистемы изделия и распространяется не только на само изделие, но и на все вспомогательное оборудование. Рис.32. КС МТО – это комплекс стандартизованных процедур, охватывающий такие процедуры как: кодификация предметов МТО; организация начального МТО; организация регулярного МТО; планирование закупок предметов МТО; управление заказами и поставками; управление счетами; организация текущих ремонтов. В рамках одного предприятия могут существовать несколько относительно независимых систем МТО для каждого вида используемой техники. Управление и координация МТО на предприятии возложены на АСУ предприятия. При создании комплексной системы МТО используется информация, поступающая из следующих источников: 50 результаты ЛА в части требований к ресурсам, необходимым для осуществления поддержки эксплуатации; предыдущие проекты (готовой системы поставок или ее частей); каталоги запасных частей, в том числе – иллюстрированные (данные об альтернативных вариантах запчастей и материалов). 12.1. Кодификация предметов МТО Кодификация предметов МТО представляет собой четко регламентированную стандартами процедуру присвоения им кодовых обозначений, однозначно понимаемых всеми причастными службами поставщиков и потребителей. Характерной особенностью обозначений является их ориентированность на компьютерную обработку. Цель кодификации состоит в сокращении номенклатуры закупаемых изделий и комплектующих, исключении неоправданного дублирования и предоставлении необходимой информации потребителям и поставщикам. При определении параметров начального МТО формируется набор запасных частей и расходных материалов для поддержки функционирования изделия в начальный период его эксплуатации, когда регулярное МТО еще не налажено. Состав набора определяется расчетами, выполняемыми в процессе ЛА. Параметры регулярного МТО определяются расчетами, выполняемыми в ходе ЛА, и затем корректируются в зависимости от фактических условий эксплуатации изделия. Планирование закупок предметов МТО (ПЗ МТО) представляет собой метод запроса и получения от промышленных предприятий сведений о ценах на предметы МТО, включая прайс-листы поставщиков. В соответствии со стандартами, процедуры планирования закупок (ПЗ) охватывают два вида деловой практики: направление запроса о ценах на конкретные предметы МТО от покупателя потенциальному поставщику и его последующий ответ; запрос покупателя актуального прайс-листа на некоторую номенклатуру предметов МТО и предоставление ему такого прайс-листа поставщиком. Возможно также предоставление данных покупателю по собственной инициативе поставщика. На основании результатов ПЗ определяется, у каких поставщиков будут приобретаться те или иные предметы МТО, что используется в дальнейшем при управлении заказами и ведении счетов. 12.2. Управление заказами Управление заказами объединяет все виды действий, осуществляемых с заказом (заявкой) от момента его выдачи заказчиком поставщику и до подтверждения доставки. Это означает, что управление заказами предполагает также и управление поставками. В данном случае между заказчиком и поставщиком происходит информационный обмен, в ходе которого используются следующие транзакции: размещение заказа, (заказчик поставщик); получение справок о размещенном заказе (заказчик поставщик заказчик); подтверждение приема заказа (поставщик заказчик); отказ в приеме заказа (поставщик заказчик); 51 извещение об изменении несущественных параметров заказа (поставщик заказчик); извещение о выполнении заказа (поставщик заказчик). Управление поставками предусматривает выполнение таких процедур, как: оценка уровня текущих запасов по всем предметам МТО; принятие своевременных решений о пополнении этих запасов; подготовка соответствующих заявок; контроль качества поступающих предметов МТО; организация их хранения и выдачи. 12.3. Управление счетами Управление счетами на оплату заказанных предметов МТО – это, прежде всего, управление информационным обменом между поставщиком и заказчиком при передаче счетов и данных о счетах, в том числе и в электронном виде. Здесь используются следующие транзакции: отправка счета (поставщик заказчик); подтверждение приема счета к оплате (заказчик поставщик); отказ от оплаты счета (заказчик поставщик); отправка платежного требования (поставщик заказчик); прием платежного требования (заказчик поставщик); отказ от платежного требования (заказчик поставщик); запрос данных о состоянии платежа (поставщик заказчик); ответ на запрос о состоянии платежа (заказчик поставщик); извещение о состоянии платежа (заказчик поставщик). Организация текущих ремонтов на данный момент не регламентируется стандартами на ИЛП, а потому при их проведении следует руководствоваться существующими специализированными стандартами. 52 13. ЭЛЕКТРОННАЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ И СОПРОВОЖДЕНИЯ В настоящее время существуют две тенденции, которые условно можно назвать «американская» и «европейская». При общности решаемой задачи они характеризуются подходом к реализации электронных руководств. Различие состоит в методологии построения и использования баз данных, лежащих в основе электронного руководства. Рис. 33. Структура ЭЭД Американский подход регламентируется следующим основным набором документов: Спецификация MIL-D-87269 Interactive Electronic Technical Manual (IETM) Database -предписывает требования к создаваемым подрядчикамипоставщиками систем вооружений БД для интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) и справочников. В спецификации содержатся требования к построению БД, обеспечению обмена данными, наименованию элементов, сопровождению и обслуживанию данных. В приложениях к документу перечислены обязательные и необязательные элементы любой документации, а также их взаимосвязь. Подробно описана схема внутреннего построения БД на основе конструкций и элементов языка SGML. Описаны методы представления структуры и состава промышленного изделия и его компонент в языке SGML, а также даны шаблоны документов на обязательные составные части технической документации (такие как информация о неисправностях, техническое описание и т.п.) Спецификация MIL-M-87268 Interactive Electronic Technical Manual (IETM) Content -содержит общие требования к содержанию, стилю, формату и сред- 53 ствам диалогового общения пользователя с ИЭТР. В спецификации содержатся руководящие требования к созданию ИЭТР и к разработке программного обеспечения для их отображения. Этим базовым стандартам сопутствует ряд технических стандартов. Как правило это нормативные документы министерства обороны США, например: MIL-M-28001 Markup Requirements and Generic Style Specifications for Electronic Printed Output and Exchange of Text – SGML - требования к построению и структуре SGML-документов. Рассматриваются требования к документам, их DTD (ОТД) и FOSI (стиль и формат отображения документа). MIL-D-28000 Digital Representation for Communication of Product Data – к представлению геометрических данных об изделии в формате IGES1. MIL-D-28002 Requirements for Raster Graphics Representation in Binary Format -требования к представлению растровой графики в цифровом формате, операциям над изображениями и сканированию графических документов. MIL-D-28003 Digital Representation for Communication of Illustration Data: CGM Application Profile - описывает формат хранения планарных векторных и векторно-растровых изображений. Рассматриваются требования к представлению изображений в формате CGM (ISO 8632-1). К настоящему времени в России приняты и введены в действие рекомендации по стандартизации Р50.1.029-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению", определяющие требования к стилю, содержанию и средствам диалогового общения с пользователем в ИЭТР, и Р50.1.030-2001. "Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Логическая структура базы данных", определяющие представления технических данных, а также представляют производителям промышленных изделий рекомендации по подготовке ИЭТР и осуществлению различных функций материально - технического снабжения. Данные документы больше соответствуют американскому подходу, регламентируя собственную БД для каждого эксплуатационного документа. Европейский подход представлен документом AECMA 1000D - Международная спецификация требований к техническим руководствам, выполняемым с использованием общей базы данных (International specification for technical publications utilizing a Common Source Data Base). Спецификация разработана европейской ассоциацией аэрокосмической промышленности (the European Association of Aerospace Industries - AECMA). В ней изложена технология работ по подготовке и сопровождению эксплуатационной технической документации, концептуально основанной на понятии модуля данных. Суть её состоит в следующем: у разработчика существует общая база данных (ОИБД), в которую складываются фрагменты документации - модули данных (МД). Всего определены 6 типов: Стандарт США МД, состав и логическая структура данных в которых описывается с помощью механизма ОТД. Все МД, хранящиеся в БД, идентифицируются по специальному коду, однозначно определяющему объект описания и тип хранимой в них информации. Спецификация АЕСМА 1000D содержит требования, определяющие создание ИЭТР и определяет: 54 а) структуру и содержание ОИБД, используемой для создания руководств, б) структуру и содержание самих руководств, в) механизмы производства руководств. ОИБД представляет собой информационный банк модулей данных, требующихся для создания технических руководств по объекту эксплуатации и соответствующему вспомогательному оборудованию. Организация ОИБД основана на коде модуля данных (КМД). Структура и содержание самих руководств описывается шаблоном модуля данных: описанием его параметров, атрибутов и элементов. Для управления производством руководств применяется механизм модулей публикаций. Модуль публикации определяет содержание публикации и её конечную структуру. Публикация содержит модули данных и связанные иллюстрации, извлеченные из ОИБД. Модули публикаций задаются в формате SGML или формате HyTime. Сопровождение конечной поставленной пользователю БД осуществляется на уровне модулей данных. При изменении информации в любом МД он переопубликовывается, заменяя в общей и поставляемой пользователю базах данных имеющийся там МД с таким же идентификатором. Документация является одним из информационных ресурсов, необходимых для осуществления эксплуатации изделия, его технического обслуживания и ремонта. Обеспечение персонала необходимой и актуальной информацией, является условием своевременного и правильного выполнения работ и процедур, связанных с изделием, что необходимо для обеспечения требуемого уровня готовности и сокращения затрат. Использование информационных технологий позволяет не только преобразовать документацию в электронный вид, но и обеспечить ее изменение на этапах разработки и сопровождения. При этом следует иметь в виду, что объем информации растет с увеличением сложности изделия, появление различных вариантов исполнения и новых модификаций порождает изменения и дополнения к документации. Кроме того, на стадии эксплуатации и технического обслуживания сложных изделий часто используются автоматизированные системы контроля и диагностики, данные от которых должны использоваться совместно с информацией, содержащейся в документации. Для решения этих и других задач разработан ряд технологий и методик, изложенных в международных стандартах и спецификациях. Методически полным примером является спецификация AECMA SPEC 1000D [REF] «Technical Publication based on Common Source Data Base» (Технические публикации на основе общей базы данных эксплуатационной документации), разработанная Европейской ассоциацией производителей аэрокосмической техники. Универсальность подхода, принятого в AECMA SPEC 1000D, позволяет использовать методические положения спецификации и для других видов сложных изделий, вооружений и военной техники [DEF STAN 0060]. Суть данного подхода заключается в том, что техническая информация, содержащаяся в документации, представляется в виде совокупности так называемых «модулей данных». Каждый модуль данных (МД) имеет идентификационно-статусную (атрибутивную) и содержательную части. В ходе разработки документации, создаваемые МД помещаются в общую базу данных (Common Source Data Base). При публикации документа из базы данных извлекается определенный набор МД, составляющих нужный документ в бумажной или электронной форме (Electronic Technical 55 Publication). Электронная форма рассматривается как основная форма поставки и использования документации. Спецификация AECMA SPEC 1000D оперирует следующими понятиями (рис.34.): Электронная эксплуатационная документация Перечень действующих публикаций Электронная публикация Электронная публикация Электронная публикация Перечень действующих модулей данных Модуль данных Модуль данных Модуль данных Рис.34. электронная техническая публикация (ЭТП, ETP – Electronic Technical Publication) Электронная техническая публикация является аналогом книги в бумажном комплекте документации. Как правило, в различных отраслях существуют стандарты, регламентирующие перечень публикаций, поставляемых на изделия отрасли; модуль данных (DM – Data Module) - совокупность взаимосвязанных технических сведений, относящихся к определенной тематике и не допускающих дальнейшего их дробления на составные части. Типовыми МД являются, например: технологическая карта, описание узла в изделии, регламент технического обслуживания отдельного агрегата или подсистемы, и т.п. Каждый тип МД имеет определенную структуру; общая база данных эксплуатационной документации (CSDB – Common Source Database). Под общей базой данных эксплуатационной документации понимается система хранения и управления МД, установленная у разработчика изделия и позволяющая по запросу получить комплект технических публикаций на изделие в электронной или бумажной форме; перечень используемых публикаций (LOAP – List Of Applicable Publications) -перечень электронных публикаций или книг, составляющих комплект документации на изделие; перечень действующих МД (LOEDM – List Of Effective Data Modules) – список МД, составляющих публикацию. Как уже было отмечено выше, МД содержит идентификационно-статусную (атрибутивную) и содержательную (технические сведения) части. МД имеет идентификационный код, содержание которого раскрыто ниже. Логическая структура данных для МД каждого типа задана в виде информационной модели (Document Type Definition) на языке SGML. Идентификационно-статусная информация, содержащаяся в МД, включает в себя: номер версии МД, дату издания МД, причину издания МД, язык содержательной части МД, сведения об уровне конфиденциальности информа- 56 ции в МД, сведения о применяемости МД, сведения о проведенной проверке содержательной части МД, идентификационный код. Эти сведения используются для формирования публикаций для конкретных конфигураций изделия, управления изменениями в документации, подготовки документации на нескольких языках, контроля качества документации, управление версиями документации и решения других задач, связанных с разработкой и сопровождением документации. В зависимости от типа сведений в содержательной части МД различают шесть основных типов МД (табл. 2), а также ряд служебных МД. Таблица 2 Основные типы модулей данных Описательная информация Процедурнотехнологическая информация Информация для планирования технического обслуживания Информация о возможных неисправностях и методах их устранения Каталоги деталей и сборочных единиц Инструкция для оператора (экипажа) МД содержат сведения об устройстве и принципах работы изделия, его систем и узлов МД содержат инструкции для проведения процедур технического обслуживания изделия МД содержат сведения о регламенте технического обслуживания изделия, его систем и агрегатов МД содержат перечни возможных неисправностей с указанием их симптомов, ссылочную информацию на процедурно-технологические МД с описанием процедур поиска и/или устранения неисправности МД содержат иллюстрированные перечни деталей и сборочных единиц изделия, систем и агрегатов МД содержат сведения и инструкции для использования изделия по назначению МД может содержать ссылки на другие МД (внешние ссылки), а также внутренние ссылки между элементами содержательной части МД. Внешние ссылки создаются при помощи указания кода МД, на который дается ссылка. Такой механизм обеспечивает сохранение целостности ссылок даже после внесения изменений в документацию. Внутренние (или перекрестные) ссылки используются в тексте содержательной части МД для обращения к внутренним объектам модуля. Примером могут служить ссылки на номера рисунков. К служебным МД относятся: титульный лист; перечень действующих МД(таким образом, перечень действующих МД сам также является модулем данных); перечень внесенных изменений; перечень сокращений; перечень терминов; перечень символов; нормативные ссылки; содержание. Для исключения дублирования информации в общей базе данных, многократно используемые сведения должны быть представлены в виде отдельных МД, на которые установлены ссылки из других МД. 57 Наиболее важной отличительной особенностью подходов, предложенных в стандартах AECMA 1000D и DEF STAN 00-60, является введение механизмов кодирования МД. Любому МД, входящему в состав технической документации, присваивается уникальный код (рис. 3). В состав кода, как правило, входят следующие поля: - Условное обозначение типа изделия; Поле содержит эксплуатационное обозначение изделия или сразу нескольких изделий, принадлежащих к одному типу. В стандарте AECMA 1000D на это поле отводится два знака и для получения такого идентификатора необходимо обратиться в Европейскую ассоциацию производителей аэрокосмической техники (к примеру, самолету-амфибии Бе 200 присвоено обозначение «BY»). - Код конфигурации изделия; В случае, когда возможен выпуск изделия в разных конфигурациях, это поле указывает, для какой конфигурации применим указанный МД. Как правило, поле составляет один символ. Основная конфигурация обозначается большой латинской буквой “A”, дополнительные конфигурации - буквами “B”, “C” и т.д. - Код стандартной системы нумерации; Этот код, как правило, представляет собой три поля, идущие через разделитель и обозначающие связку «система – подсистема - агрегат», либо, в другой интерпретации, «глава – раздел - тема». Более подробно стандартная система нумерации описана в ГОСТ 18675-79 для изделий авиационной техники и в ГОСТ 2.601-95 (Приложение Б) для других изделий машиностроения. - Информационный код Код однозначно идентифицирует, к какому типу технических данных относится информация в МД. Функции информационного кода часто реализовывались в разных стандартах при помощи задания диапазона страниц на определенные типы технических сведений (например, в ГОСТ 18675-79 регламентируется: «страницы с номерами 1-100 –описание и работа; 101-200 – текущий ремонт; 201-400 – обслуживание», и т.п.). Информационный код, как правило, состоит из нескольких сегментов, каждый из которых последовательно детализирует тип сведений в МД. В качестве примера рассмотрим, что обозначает информационный код “254” в стандарте AECMA 1000D: первая цифра: 2 – Обслуживание вторая цифра: 5 – Очистка и окраска третья цифра: 4 – Механическая очистка. Внутри общей БД МД хранятся в нейтральном формате, как правило, в формате SGML. Из одних и тех же МД можно скомпоновать электронные публикации различного типа или подготовить для документ для вывода на бумагу. Процесс подготовки технических публикаций представлен на рис. 35 Рис. 35. Процесс производства технических публикаций 58 Электронные технические публикации, в зависимости от механизма обработки промежуточного формата и презентационного программно-аппаратного обеспечения, подразделяются на несколько типов: IETP-L – Линейно-структурированные электронные технические публикации. Электронные технические публикации данного типа представляют собой структурированную совокупность линейных документов с возможностями навигации по документам и поиска нужной информации. Под линейными документами понимается документы без формализованной структуры содержания. IETP-D – Электронные технические публикации, основанные на применении баз данных. Электронные технические публикации этого типа предусматривают хранение всех технических сведений в некоторой базе данных не стандартизованной структуры, из которой по запросу пользователя можно сформировать МД для их просмотра на экране системы отображения. IETP-I – Интегрированные электронные технические публикации. Этот вид электронных публикаций предусматривает интеграцию с другими прикладными пакетами пользователя. Под XML-документом понимается размеченный текст в соответствии с правилами языка разметки XML. Язык разметки XML является потомком языка SGML, с усовершенствованным набором правил разметки. Как правило, любое сложное изделие подвергается изменениям в процессе модернизации, доработки и т.п. Соответствующие изменения должны коснуться и ЭТД. Документом, инициирующим проведение изменений, является извещение об изменении (ИИ) (ГОСТ 2.503-90). В электронной версии документации должна существовать возможность регистрации извещений. Извещение должно содержать описание вносимых изменений. Механизм исполнения извещений может работать в следующем порядке: 1. Создаётся новая версия МД, основанная на текущем содержании или независимо от предыдущей. 2. Проводится ряд изменений в соответствии с извещениями (эти извещения должны быть указаны как причины изменений в статусной части новой версии МД). При решении задач проведения изменений и сопровождения , возникают следующие требования к программной реализации: В системе подготовки ЭТП должна быть предусмотрена возможность автоматического формирования отчета о проведённых изменениях. В отчете содержится список МД, в которых были проведены изменения и содержание этих изменений. Данная форма отчета облегчает навигацию по сопровождаемой документации и позволяет легко отслеживать обновления в электронных публикациях. Система подготовки ЭТП должна обеспечивать возможность поставки эксплуатанту пакетных изменений документации. Данный вид доставки обновлений подразумевает поставку только изменённых МД и автоматизированное проведение изменений в ЭТП на стороне эксплуатанта. 59 14. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БАЗ ДАННЫХ Рис.36. Согласно стратегии CALS, для информационной поддержки жизненного цикла изделия необходимо создание и использование баз данных, которые должны содержать полную модель изделия, включая техническую документацию на изделие и составляющие его компоненты, и служить единым источником информации для всех участников ЖЦ изделия Рис.36 наглядно демонстрирует упорядочивание существующего хаоса имеющейся электронной документации с помощью PDM-системы. Изначально БД находится в несогласованном между собой и плохо организованном виде. Найти все необходимые документы на отдельную деталь отнимает много времени. В PDM-системе создается модель изделия, включающей в себя структуру изделия. Далее каждому изделию присваиваются свои характеристики и техническая документация из соответствующих БД. Таким образом, организация поиска и доступа к необходимому документу становится простой и наглядной. Для пользователя уже неважно принадлежность документа определенной базе данных, теперь поиск осуществляется по конкретному изделию, причем состав изделия можно организовывать различными способами (рис. 16), например конструкторский состав (одноуровневая сборка) или технологический состав (несколько подуровней сборки и дополнительные материалы). 60 15. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Расширяющееся применение информационных технологий при создании, обработке, передаче и хранении документов в определенных случаях требует сохранения конфиденциальности их содержания, обеспечения полноты и достоверности. Одним из эффективных направлений защиты информации является криптография (криптографическая информация), широко применяемая в различных сферах деятельности государственных и коммерческих структур. Криптографические методы защиты информации являются объектом серьезных научных исследований и стандартизации на национальных, региональных и международных уровнях. Нормативные документы в области информационной безопасности представлены в основном федеральными стандартами США. В других странах существуют аналогичные стандарты или спецификации. Наиболее показательными из стандартов США являются: FIPSPUB 181 Automated Password Generator (APG) – Автоматическая генерация паролей доступа; FIPSPUB 186-1 Digital Signature Standard (DSS) – стандарт на электронно-цифровую подпись; FIPSPUB 191 Guideline For The Analysis Of Local Area Network Security – стандарт на методологию анализа безопасности локальных вычислительных сетей; FIPSPUB 188 Standard Security Label For Information Transfer – стандарт на безопасность передачи данных. В России в настоящее действует время достаточное большое документов, регламентирующих вопросы информационной безопасности. Четыре из них имеют статус национальных стандартов, остальные представлены на уровне руководящих документов Гостехкомиссии: ГОСТ 28147-89 Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования. Стандарт устанавливает единый алгоритм криптографического преобразования для систем обработки информации в вычислительных сетях, отдельных вычислительных комплексах и ЭВМ, который определяет правила шифрования данных и выработки имитовставки. Этот стандарт был сделан с таким “запасом прочности”, что, несмотря на свой более чем десятилетний возраст, он сохранил актуальность. ГОСТ Р 34.10-2000 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи -определяет процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи. Электронная цифровая подпись обеспечивает целостность сообщений (документов), передаваемых по незащищенным телекоммуникационным каналам общего пользования в системах обработки информации различного назначения, с гарантированной идентификацией ее автора (лица, подписавшего документ). ГОСТ Р 34.11-94. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования - Определяет процедуру вычисления хэш-функции для любой последовательности двоичных символов. Функция хэширования заключается в сопоставлении произвольного набора данных в виде последовательности двоичных символов и его образа небольшой фиксированной длины, что позволяет использовать эту функцию в процедурах электронной цифровой подписи для сокращения времени подписывания и проверки подписи. Сокращения вре- 61 мени достигается за счет вычислений, производимых только над образом подписываемого набора данных, а не над всеми данными. ГОСТ Р 50739-95 “Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа (НСД) к информации. Общие технические требования”. Под средствами вычислительной техники (СВТ) в нем понимается совокупность программных и технических элементов систем обработки данных, функционирующих самостоятельно или в составе других систем. Этот стандарт устанавливает единые функциональные требования к защите СВТ от НСД к информации; к составу документации на эти средства, а также номенклатуру показателей защищенности СВТ, определяющих классификацию СВТ по уровню защищенности от НСД к информации. Dallas Lock Dallas Lock – система защиты информации от несанкционированного доступа, сертифицированная и позволяющая привести автоматизированные системы в соответствие требованиям законов РФ, стандартов и руководящих документов. Возможности Dallas Lock Однофакторная или двухфакторная аутентификация пользователей Контроль каналов распространения конфиденциальной информации Позволяет выполнять очистку остаточной информации Позволяет разграничить права доступа администраторов и пользователей к локальным и сетевым ресурсам Позволяет разграничить доступ к сменным накопителям для предотвращения возможной утечки конфиденциальной информации. Возможность администрирования рабочих мест удаленно Возможность работы с помощью сервера терминального доступа Разграничение прав по мандатному и дискреционному принципу Организация доверенной информационной среды Способность создать замкнутую программную среду Имеет трехуровневую систему управления безопасностью (компьютердомен безопасности-лес безопасности), что позволяет применять Dallas Lock в организации с большим количеством филиалов Контроль целостности ресурсов компьютера и программно-аппаратной конфигурации Отсутствие обязательной аппаратной части При использовании Сервера безопасности, возможность централизованно управлять политиками безопасности Дает возможность проводить оперативный мониторинг и аудит действий пользователей Варианты использования Dallas Lock Защита автоматизированных рабочих мест без централизованного управления – защита небольшого количества (10-50) рабочих станций и серверов. Автоматизированные рабочие места могут администрироваться либо локально, либо удаленно. Защита автоматизированных рабочих мест с централизованным управлением в сетях (не требуется наличия ActiveDirectory) – применение политик безопасности, а также централизованное разворачивание Dallas Lock – используется Cервер безопасности Dallas Lock. 62 16. ВНЕДРЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРЕДПРИЯТИИ Процесс внедрения CALS-технологий на конкретном предприятии должен привести к созданию единого информационного пространства. Материальное воплощение ЕИП – интегрированная информационная среда – объединяет системы, автоматизирующие отдельные этапы ЖЦ: систему управления маркетингом; САПР; АСТПП; систему управления качеством; АСУП; другие системы. Для того чтобы PDM-система стала давать ощутимую отдачу, необходимо разработать стратегию ее внедрения и четко следовать ей. Основу процесса внедрения CALS-технологий составляет методика, которая состоит из концепции, основных принципов, реализующих их методов и поддерживающих программных средств. Главные принципы методики: 1. Внедрение PDM-системы классифицируется как индустриальное типовое проектирование ИИС предприятия. 2. Основой информационной структуры является интегрированная информационная модель изделия (ИМИ) на основе ИСО 10303 (STEP)/ 3. Гибкая структура ИМИ позволяет добавлять свойства и представления изделия в виде типов объектов и документов в любой момент, что дает возможность включать в нее объекты по мере интеграции отдельных этапов и задач. 4. Недостаток средств, времени и опыта работы сотрудников предприятия в ИИС определяют двухфазную методику внедрения: предварительное обследование объекта автоматизации и разработка архитектуры ИМИ и стратегии внедрения CALS-технологий; последовательная автоматизация и интеграция отдельных этапов или комплекса задач в ЕИП. 5. Вторая фаза внедрения состоит из последовательности частных проектов автоматизации отдельных процессов. При этом используются прикладные системы (САПР, АСТПП), которые применяются для создания, изменения и обработки данных об изделии на этапе, и PDM-система, обеспечивающая управление данными и процессами. 6. Каждый частный проект включает "полную" автоматизацию процесса – обеспечивает перевод в электронный вид всех документов, автоматизацию выполнения работ через подсистему управления и подготовку сотрудников для работы в ней. 7. Все частные проекты заканчиваются передачей в промышленную эксплуатацию законченной части этапа ЖЦ изделия и (при необходимости) корректировкой архитектуры и стратегии внедрения ЕИП. На рис.37. представлена методика внедрения ИПИ-технологий. 63 Рис.37.
