CC BY
34
4 (160) -2008
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПУТИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ИЗДЕЛИЯ
Л. А. ВАСИН, доктор технических наук В. В. ИВАКИНА
Тульский государственный университет
Современный этап развития производства характеризуется широким внедрением новых информационных CALS-технологий (CALS — компьютерное обеспечение процесса поставок). Этот процесс требует высокой культуры производства и существенных предварительных затрат, поэтому эти технологии первоначально широко распространились только в промышленно развитых странах. Однако постепенно подобные технологии и оборудование для их реализации удешевлялись, и сфера их применения расширилась. В настоящее время ни одно современное производство в России или за рубежом не может обойтись без применения CALS-технологий, которые в России получили название ИПИ-технологии (ИПИ — информационная поддержка жизненного цикла изделий).
Подобные технологии обеспечивают сквозную информационную поддержку продукции на всех этапах ее жизненного цикла, основными из которых являются этапы технического замысла, проектирования, производства, продажи, эксплуатации и сервисного обслуживания. В основе CALS (ИПИ)-технологий лежит принцип единого стандартизованного электронного представления данных в форме электронной информационной модели с возможностью доступа к ним различных пользователей на различных этапах жизненного цикла изделия. Реализация этих принципов позволяет существенно упростить проектирование, производство, продажу, эксплуатацию и сервисное обслуживание изделий. Особенно это касается сложного наукоемкого оборудования, где использование CALS (ИПИ) -технологий обеспечивает особенно заметное повышение производительности труда на всех этапах жизненного цикла.
Без широкого использования CALS (ИПИ) -технологий невозможна успешная интеграция экономики Российской Федерации в мировую экономику. Их применение, кроме существенного повышения производительности труда, открывает новые перспективы реструктуризации промышленности. Не менее существенно при этом упрощается промышленная кооперация как внутри страны, так и на международном уровне. Естественно, что в этих условиях повышается конкурентоспособность изделий, производимых с использованием CALS (ИПИ)-технологий, и одновременно обеспечивается необходимое качество продукции, так как появляется возможность внедрения современных систем управления качеством. Появляются также и организационно-экономические преимущества, такие как совершенствование организации управления на предприятиях и упрощение взаиморасчетов поставщиков и потребителей.
Все эти неоспоримые преимущества CALS-технологий привели к тому, что они начали чрезвычайно активно применяться в различных отраслях экономики, в промышленности, строительстве, на транспорте, сфера их применения постоянно расширяется и распространяется на все этапы жизненного цикла продукта от предварительных маркетинговых исследований до утилизации.
Одним из важных положительных моментов внедрения CALS (ИПИ)-технологий является переход к безбумажной технологии. При этом обмен информацией между предприятиями-проектировщиками, изготовителями и эксплуатационниками осуществляется с существенным сокращением количества бумажной документации. Здесь следует отметить, что ранее предполагалось, что внедрение CALS (ИПИ) -технологий полностью исключит бу-
мажный документооборот, однако на практике оказалось, что часть документов, содержащих подписи и печати, проще выполнять в бумажной форме, так как электронные подписи пока еще представляют собой достаточно громоздкую процедуру. Однако такие распространенные и объемные документы, как руководства по эксплуатации весьма удобно и целесообразно представлять в электронной безбумажной форме. При этом в условиях применения стандартных форматов представления соответствующих данных для использования подобных материалов не требуется специальных программных средств.
Это является одной из причин того, что при создании и эксплуатации CALS (ИПИ)-техноло-гий особенную важность приобретают вопросы стандартизации способов представления данных. Разработанные в свое время многочисленные системы проектирования и управления производством, многие из которых были ориентированы на автоматизацию изготовления традиционных бумажных документов, не смогли решить проблем информационного обмена между различными участниками жизненного цикла изделия. При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени для повторной кодировки, что приводило к многочисленным ошибкам1. Оказалось, что разные системы как бы «говорят на разных языках» и плохо понимают друг друга. Однако после появления систем, позволяющих создавать трехмерные электронные информационные модели изделий, постепенно сформировалась концепция интегрированной электронной информационной модели изделия, в основе которой лежит 3D — модель. Для расширения подобной модели с ней связываются базы данных, содержащие дополнительную информацию об изделии на различных этапах его жизненного цикла.
Это позволило реализовать принцип информационной интеграции автоматизированных систем, которая состоит в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях жизненного цикла, оперируют с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования, существующими в интегрированной информационной системе в форме информационных объектов. Тогда у пользователей подобной интегрированной информационной модели появляется возможность обращаться к тем или иным данным, содержащимся в модели, использовать или корректировать их, вводить новую информацию, расширять саму модель и выполнять все эти действия, находясь в одной и той же информационной среде,
1 Хорафас ДКонструкторские базы данных / Д. Хорафас, С. Легг. — М.: Машиностроение, 1990. — 224 с.
в которой будут сохраняться результаты всех перечисленных процедур. Это возможно только в том случае, если интегрированная информационная система представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации. При этом особенно следует соблюдать принцип единства исходной информации, когда однажды созданная информация хранится в интегрированной информационной системе и не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняя при этом свою актуальность и целостность.
Достаточно существенную роль в подобной интегрированной информационной системе, основанной на расширенной трехмерной электронной информационной модели, может играть ее финансово-экономическая компонента, содержащаяся в специальных дополнительных базах данных. При формировании подобной компоненты модели особенно важно использовать представления данных, стандартизованные с используемыми на предприятиях финансово-экономическими информационными системами, и разрабатывать соответствующее программное обеспечение для организации информационного обмена с существующими системами. Естественно, что далеко не все данные, используемые в финансово-экономических информационных системах предприятия, целесообразно включать в электронную информационную модель изделия, поэтому в настоящей работе анализируется вопрос выбора состава финансово-экономической компоненты электронной информационной модели изделия на различных этапах ее жизненного цикла.
Прежде всего следует отметить, что в состав финансово-экономической компоненты электронной информационной модели изделия должна войти только такая информация, которая имеет важность не только для настоящего периода жизненного цикла изделия, но и для последующих его этапов. Кроме того, весьма полезной будет также информация, позволяющая проанализировать возможные ошибки и просчеты при реализации жизненного цикла данного изделия и учесть их при проектировании последующих изделий. Рассмотрим состав подобной информации применительно к различным этапам жизненного цикла изделия.
Жизненный цикл изделия — это совокупность этапов или последовательность бизнес-процессов, через которые проходит это изделие за время своего существования. Современное производство продукции и услуг является сложным процессом, требующим учета большого количества факторов и параметров. Каждый этап жизненного цикла имеет
свои специфические характеристики, но параметры этапов тесно взаимосвязаны и взаимозависимы. В современной трактовке понятие «жизненный цикл изделия» имеет двоякое толкование. Во-первых, это так называемый «маркетинговый жизненный цикл», относящийся к поведению определенного вида продукции на рынке и завершающийся моральным износом и снятием с производства. Во-вторых, это «функциональный жизненный цикл», связанный с функциональным предназначением изделия и завершающийся физическим износом и утилизацией. Длительность этих двух жизненных циклов может существенно различаться. Одни изделия имеют очень длительный маркетинговый жизненный цикл, то есть очень длительное время присутствуют на рынке, но в то же время они характеризуются коротким функциональным жизненным циклом, так как период их эксплуатации весьма невелик. Другие изделия характеризуются продолжительным функциональным циклом, то есть долго функционируют до физического износа уже после морального устаревания и снятия с производства.
Понятие жизненного цикла изделия определено также в международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции), где указываются следующие его этапы:
— маркетинг (поиск, изучение и анализ рынка);
— замысел (заказ);
— проведение исследований и разработка технических требований к создаваемой продукции;
— материально-техническое снабжение;
— подготовка и разработка технологических процессов;
— пусконаладочные работы;
— производство;
— контроль, проведение испытаний и обследований;
— упаковка и хранение;
— реализация и распределение продукции;
— монтаж;
— послепродажное техническое обслуживание, эксплуатация;
— сопровождение (совершенствование, модернизация, техническая помощь в обслуживании);
— утилизация.
Рассмотрим содержание финансово-экономической компоненты интегрированной электронной информационной модели изделия, созданной на основе его трехмерной модели, применительно к перечисленным этапам жизненного цикла.
На этапе предварительного маркетинга, где производятся поиск, изучение и анализ потенциального рынка сбыта, информационная модель может быть создана в форме предварительного макета. Здесь возможно исследование рынка с ис-
пользованием такого макета, который может быть представлен, например, в сети «Интернет», где вместе с ним может быть выставлено предложение о подаче предварительных заказов на приобретение подобного изделия, например, по льготной цене. Однако подобные технологии на данном этапе достаточно рискованны, так как если выпуск изделия еще не налажен, и оно недостаточно защищено авторскими правами, изделие может быть «перехвачено» конкурентами. Однако в любом случае в информационную модель на данном этапе целесообразно помещать информацию о результатах предварительного маркетингового исследования.
На этапе замысла макет конкретизируется, и в финансово-экономическую компоненту модели может быть введена предварительная информация о стоимости изготовления изделия и его элементов. Здесь могут быть также использованы различные методики прогнозирования себестоимости.
Дальнейшая конкретизация финансово-экономических компонент осуществляется на этапе исследований и разработки технических требований к создаваемой продукции. Здесь возможно дополнение модели техническими характеристиками проектируемого изделия.
На этапе материально-технического снабжения в модель добавляются сведения о поставщиках и ценах на комплектующие изделия и материалы. Естественно, что подобные сведения в течение жизненного цикламогутустареть, поставщики могут смениться, часть поставщиков может вообще уйти с рынка, но независимо от этого подобная информация, интегрированная с трехмерной моделью, будет очень полезна при дальнейших разработках. Здесь можно возразить, что нет смысла привязывать подобную информацию к модели изделия, так как она имеется в логистических службах предприятия, однако в ряде случаев, например при передаче изготовления изделия другим предприятиям, подобная информация, интегрированная с моделью, может оказаться востребованной.
В процессе подготовки и разработки технологических процессов в модель добавляется в основном технологическая информация, хотя отдельные финансово-экономические данные также могут быть введены, например, уточненные данные об ожидаемой стоимости изготовления изделия.
На этапе пусконаладочных работ фиксируются данные о производителях этих работ и об их стоимости. Необходимость ввода этих данных также связана с возможностью передачи информации другому изготовителю.
На этапе производства вводится реальная информация о затратах на изготовление изделия, об объемах их выпуска и т. д.
В процессе контроля, проведения испытаний и обследований также вводится информация о результатах проведенных процессов и их стоимости.
При упаковке могут быть зафиксированы сведения об используемой таре и требованиях по хранению и консервации. Кроме того, при хранении могут быть зафиксированы сроки хранения отдельных изделий до реализации.
Наибольший объем информации поступает в финансово-экономические компоненты интегрированной информационной модели в процессе реализации и распределения продукции. Здесь прежде всего фиксируется объем продаж и рыночные цены на изделия. На этом этапе в максимальной степени могут быть использованы маркетинговые возможности интегрированной электронной информационной модели. Например, в условиях широкого развития глобальных сетей электронная информационная модель может способствовать продвижению товара на рынки сбыта. Информационные модели технически сложных и дорогих изделий, естественно упрощенные или доведенные до уровня макетов, могут быть представлены на сайтах предприятий-изготовителей или организаций-продавцов в сети «Интернет», где с ними могут ознакомиться их потенциальные покупатели. Подобная практика особенно эффективна для изделий, покупатели которых обладают высокой квалификацией и знаниями в области их конструкции и эксплуатации. Примерами подобных изделий могут служить металлообрабатывающие станки, автомобили, железнодорожные транспортные средства, корабли, спецтехника и т.д. Для покупателей подобных изделий достаточно подробная электронная информационная модель, доступная в сети «Интернет», может явиться важным фактором при принятии решения о приобретении продукции данной фирмы. На этом этапе интегрированные электронные информационные модели могут служить для маркетинговых исследований рынка. При этом целесообразно использовать весь спектр известных маркетинговых и рекламных технологий, применяемых в сети «Интернет». Например, одним из известных приемов исследование рынка является регистрация на сайтах производителей. При этом лицо, заинтересованное в получении информации об изделиях в «Интернете», может получить наиболее подробную информацию только после регистрации с указанием ряда анкетных данных. Аналогично может быть организован предварительный сбор заказов на рекламируемую продукцию, причем здесь возможна интерактивная иллюстрация комплектации изделия по желанию заказчика. Естественно, что сведения о заказываемых комплектациях также фиксируются в финансово-экономических компонентах модели.
Следующие этапы жизненного цикла продукции соответствуют уже послепродажному периоду. На этапе монтажа фиксируются данные покупателя, особенности монтажных и пусконаладочных работ и их стоимость.
На этапе послепродажного технического обслуживания и эксплуатации фиксируются данные о возможных неполадках и выходах оборудования из строя.
Аналогичная информация собирается и при авторском сопровождении эксплуатации. Большой ценностью обладают все данные о проведенных у покупателя работахпо совершенствованию, модернизации, технической помощи в обслуживании и т.д.
Наконец, на этапе утилизации фиксируется продолжительность жизненного цикла до физического или морального износа (в зависимости от причин утилизации), а также сведения о стоимости и особенностях процесса утилизации.
Таким образом достигается информационная интеграция в рамках единой модели, которая объединяет в себе элементы трех отдельных моделей, ранее использовавшихся в CALS (ИПИ) -технологиях2: информационной модели продукта, информационной модели жизненного цикла продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов и информационной модели производственной и эксплуатационной среды. Интегрированная электронная информационная модель, содержащая финансово-экономические компоненты, может стать моделью изделия, которую можно использовать в качестве информационной среды при реализации всего комплекса выполняемых в ходе жизненного цикла бизнес-процессов.
В результате в течение жизненного цикла изделия в финансово-экономических компонентах интегрированной электронной информационной модели формируется своеобразное «досье» на изделие, которое может быть использовано при модернизации, при создании новых изделий и при передаче их производства другим предприятиям. Естественно, что не вся информация, содержащаяся в финансово-экономических компонентах интегрированной электронной информационной модели, может быть доступна любому пользователю. Часть информации может являться служебной и не подлежащей распространению. Однако в любом случае использование интегрированных электронных информационных моделей изделий, созданных на основе их трехмерных моделей и содержащих финансово-экономические компоненты, несомненно, окажет существенное положительное влияние на развитие производства и будет способствовать вхождению российской эконо -мики в мировую экономическую систему.
2 Хорафас Д. Конструкторские базы данных / Д. Хорафас, С. Легг. — М.: Машиностроение, 1990. — 224 с.
