И – данные об изделии;П – данные о процессах;Р – данные об используемых ресурсах.Предприятия, использующие CALS-технологии смогут быстрее реагировать на ситуацию рынка (улучшенная реакция на запросы потребителей, сокращение времени на разработку изделия, сокращение времени на пополнение материальных запасов); смогут уменьшить свои затраты; повысят качество и надежность своей продукции (уменьшение брака на этапах разработки и производства изделий, повышение согласованности данных).
Технические преимущества ИПИ (CALS) -
технологий. Технологии, стандарты и программно-технические средства ИПИ (CALS) обеспечивают эффективный и экономичный обмен электронными данными и безбумажными электронными документами, что дает следующие преимущества: -
возможность параллельного выполнения сложных проектов (в первую очередь ВиВТ) несколькими рабочими группами (параллельный инжиниринг), что существенно сокращает время разработок;
-
планирование и управление многими предприятиями, участвующими в ЖЦ продукции, расширение и совершенствование кооперационных связей (электронный бизнес);
-
резкое сокращение количества ошибок и переделок, что приводит к сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества продукции;
-
распространение средств и технологий информационной поддержки на послепродажные стадии ЖЦ - интегрированная логистическая поддержка изделий.
Экономические преимущества ИПИ (CALS) - технологий. На экономические показатели
предприятий, применяющих ИПИ-технологии, непосредственно влияют следующие факторы: -
сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;
-
сокращение сроков вывода на рынок новых конкурентоспособных изделий;
-
сокращение брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию;
-
увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов;
-
сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий («затрат на владение»), которые для сложной наукоемкой продукции подчас равны или превышают затраты на ее закупку.
Вот некоторые количественные оценки эффективности внедрения ИПИ в промышленности США:
-
прямое сокращение затрат на проектирование - от 10% до 30%;
-
сокращение времени разработки изделий - от 40 до 60%;
-
сокращение времени вывода новых изделий на рынок - от 25% до 75%;
-
сокращение доли брака и объема конструктивных изменений - от 20% до 70%.
-
сокращение затрат на подготовку технической документации - до 40%;
-
сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации - до 30%.
По зарубежным данным потери, связанные с несовершенством информационного взаимодействия с поставщиками, только в автомобильной промышленности США оцениваются в сумме порядка $1млрд в год. Аналогичные потери имеют место и в других отраслях промышленности.Фундаментом CALS-технологий является система единых международных стандартов ISO 10303 и ISO 13584.В настоящее время целый ряд отечественных предприятий в рамках международного сотрудничества, в частности, при продаже сложных наукоемких изделий, а также лицензий на их производство, уже столкнулся с требованиями соблюдения стандартов CALS применительно к поставляемой с изделием технической документацией в электронной форме, а также к средствам компьютерной информационной поддержки процессов технического обслуживания, материально-технического обеспечения, заказа запасных частей, ремонта. Аналогичные проблемы связанные с электронным взаимодействием и совместным использованием конструкторской, производственной и коммерческой информации в электронной форме, возникают в рамках совместных проектов по разработке и производству наукоемкой продукции, выполняемых с зарубежными партнерами. Таким образом, практическое применение CALS-технологий является чрезвычайно актуальной задачей.
Новое изделие— это предмет труда, характеризующийся технической новизной и способностью максимального удовлетворения потребностей заказчиков. По своей сложности изделия делятся на шесть групп — от сборочных единиц простейшей конструкции до полностью автоматизированных изделий.В процессе разработки инженеры, как правило, опираются на:- научные исследования-личный опыт;-рекомендованные производителем того или иного компонента правила использования;- программные комплексы для моделирования, которые приобретает важнейшее значение как инструменты инженерного анализа. Личный опыт и интуиция помогают разработчику в процессе проектирования, однако, полагаясь только на эти качества, получить в результате сложное и многофункциональное устройство очень тяжело. Это тем более трудно, если учесть что для современных технических систем одним из основных требований является высокая надежность и постоянное улучшение массогабаритных, энергетических, экономических и других показателей. В современном, всё более ускоряющемся мире, наиболее ощутимой потерей зачастую оказывается время. Пока затрачивается время на поиск проблем в уже выпущенном макете, конкуренты выпускают на рынок аналогичное изделие, занимая целевую нишу. В случае государственного заказа, если по прошествии нескольких итераций не удаётся добиться стабильной работы изделия, сроки начинают «гореть», вынуждая задействовать коллектив в авральном режиме, а заказчик начинает напоминать о штрафных санкциях. В этих условиях инженерный анализ получает одну из важнейших составляющих процесса разработки изделия.Выходом из такого положения становится автоматизированная система инженерного анализа, позволяющая существенно сократить время разработки и избежать существенных ошибок проектирования, которые могут повлечь:-перевыпуск дорогостоящего изделия (закупку испорченных компонентов, оплату выпуска новой печатной платы и т.п.);- большие временные затраты;- напряжённость внутри коллектива.Основная задача инженерного анализа – выявить потенциально опасные, наиболее нагруженные места в проекте и найти оптимальное конструктивное решение на этапе проектирования.
Автоматизация задач инженерного анализа позволяет существенно повысить эффективность инжиниринговой деятельности в области ЖЦ за счет:- сокращения трудоемкости проектирования и планирования;- сокращения сроков проектирования;- сокращения себестоимости и изготовления;- повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;- сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.Технико-экономический уровень новых изделий производственно-технического назначения является относительной характеристикой совокупности свойств, определяющих степень их технического совершенства, экономичности и способности удовлетворять потребности заказчика. Для оценки технического уровня и качества новой продукции используются система следующих основных показателей:
-
показатели назначения, в том числе показатели функционирования, технической эффективности (производительность, мощность, скорость, быстродействие, точность и т.д.) и показатели конструкции (масса, габариты и др.);
-
показатели надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость);
-
показатели экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов (их удельный расход на единицу основного показателя качества продукции);
-
показатели, характеризующие ограничение вредного воздействия продукции, в том числе экономические показатели, характеризующие систему «человек – изделие» и учитывающие гигиенические, физиологические, психологические свойства человека; экологические показатели, характеризующие уровень вредного воздействия на окружающую среду, и показатели безопасности.
Процесс разработки новой продукции обладает специфическими особенностями, которые, в первую очередь, проявляются в длительности процессов, рискованности и высокой стоимости проектов разработки новой промышленной продукции.Создание новых изделий является результатом выполнения целого комплекса работ научными, проектно-конструкторскими, технологическими и производственными коллективами. Данный комплекс работ охватывает понятие инжиниринг.
Инжиниринг – это совокупность процессов проектирования, разработки, создания и возможного улучшения новых видов изделий или техники. Таким образом, инжиниринг находится между наукой и производством, формируя технологическую (в том числе техническую) базу производственной деятельности.Цель инжиниринга — разработать модель и создать объект, как можно более близко соответствующий этой модели. При эксплуатации необходимо в первую очередь корректно моделировать технологические процессы с учетом реальных событий жизненного цикла объекта. Таким образом, на всех этапах инжиниринга требуется непрерывное моделирование: в период строительства (создания) — моделирование устройства объекта, на стадии эксплуатации — моделирование процессов. Основные этапы современного инжиниринга представлены на рис. 2.2.Рис.2.2. Основные этапы современного инжинирингаПервый этап представляет собой постановку задачи разработки изделия в соответствии с возможностями организации и требованиями заказчика. Выходные данные первого этапа представляют собой дескриптивную модель процесса, технические и экономические характеристики которой рассчитываются с помощью современных численных методов.Основное внимание уделяется этапу проектирования, так как на этом этапе задаются не только основные технические характеристики изделия, но и разрабатываются модели организации производства и планирования ресурсов.Проектирование изделия/конструкции представляет собой процесс определения архитектуры, компонентов, узлов и других параметров изделия или конструкции. Основные методы проектирования представлены на рис. 2.3.Рис. 2.3. Классификация методов проектированияСАПР – системы автоматического проектирования (CAD, CAE, CAM и т.д.). Эти системы решают задачи автоматизации работ на стадиях проектирования и подготовки производства.Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда инженеров, включая:- сокращение трудоемкости проектирования и планирования;- сокращение сроков проектирования;- сокращения себестоимости и изготовления;- повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;- сокращение затрат на натурное моделирование и испытания.