Информационные технологии в самолетостроении

1.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В САМОЛЕТОСТРОЕНИИ
•1.2 Понятие информационной технологии (ИТ): определение, основные принципы и
инструментарий
•Процессы преобразования информации связаны с информационными технологиями.
•Технология в переводе с греческого - искусство, умение, а это не что иное как процесс.
•Процесс - определенная совокупность действий, направленных на достижение
поставленных целей.
•Информационная технология - система взаимосвязанных методов и способов сбора,
хранения, накопления, поиска, обработки информации на основе применения средств
вычислительной техники.
•Цель информационной технологии - производство информации для анализа
человеком и принятие на его основе решения по выполнению какого-либо действия
(управленческого решения).
•Особенностью ИТ является то, что в ней и предметом и продуктом труда является
информация, а орудиями труда - средства вычислительной техники и связи.
•Основные принципы информационных технологий:
•интерактивный режим (диалоговый или режим реального времени);

2.

• интегрированность (стыковка);
• гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.
• 1.3 Этапы развития ИТ
• 1-й этап (до второй половины XIX в.) - "ручные" технологии: перо, чернильница, книга,
элементарные ручные средства счета. Коммуникации осуществлялись путём доставки конной
почтой писем, пакетов, депеш, в европейских странах применялся механический телеграф.
Основная цель технологий - представление и передача информации в нужной форме.
• 2-й этап (конец XIX в. - 40-е гг. ХХ в.) - "механические" технологии: пишущая машинка,
арифмометр, телеграф, телефон, диктофон, оснащённая более совершенными
средствами доставки почта. Основная цель технологий - представление информации в
нужной форме более удобными средствами, сокращение затрат на исправление потерь и
искажений.
• 3-й этап (40-е - 60-е гг. XX в.) - "электрические" технологии: первые
ламповые ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, телетайпы (телексы), ксероксы,
портативные диктофоны. Организация доставки информации в заданное
время. Акцент в ИТ начинает перемещаться с формы представления
информации на формирование её содержания.

3.

• 4-й этап (70-е гг. - середина 80-х гг.) - "электронные" технологии, основной
инструментарий - большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы
управления (АСУ) и информационно-поисковые системы, оснащённые широким
спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести
технологий смещается на формирование содержательной стороны информации для
управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию
аналитической работы.
• 5-й этап (с середины 80-х гг.) - "компьютерные" ("новые") технологии, персональный
компьютер с широким спектром стандартных и заказных программных продуктов
широкого назначения. Создание систем поддержки принятия решений на различных
уровнях управления. Системы имеют встроенные элементы анализа и искусственного
интеллекта, реализуются на персональном компьютере и используют сетевые технологии
и телекоммуникации для работы в сети.
• 6-й этап (с середины 90-х гг.) - "Internet/Intranet" технологии. Широко используются в
различных областях науки, техники и бизнеса распределенные системы, глобальные,
региональные и локальные компьютерные сети. Развивается электронная коммерция.

4.

Виды информации
Все виды деятельности человека по преобразованию природы и общества
сопровождались получением новой информации.
Логическая информация, адекватно отображающая объективные закономерности
природы, общества и мышления, получила название научной информации. Ее делят по
областям получения или использования на следующие виды:
• политическая,
• техническая,
• биологическая,
• химическая,
• физическая и т.д.;
по назначению - на массовую и специальную.
Информации на бумажном носителе получила наз-ние «документальная информация».
Есть производство - есть документооборот. Наряду с научной информацией в сфере техники при решении производственных задач используется техническая информация.
Она сопровождает разработку изделий, материалов, конструкций, техпроцессов. Научную и техническую информацию объединяют термином научно-техническая
информация.

5.

• Увеличение объема в геометрической прогрессии, и в
этой связи задачи:
1. Хранение.
2. Сортировка, кодировка (текст, атрибуты, значения
ячейке таблицы…), географическое расположение …)
(в
3. Совместная работа (синхронизация программного
обеспечения, сеть, линии связи …).
4. Резервирование.
5. Безопасность (шифрование, доступ … ).
При решении локальных, например, внутри подразделения, задач (синие ячейки)
появляется конкретный объем связей, требующих систематизации и организации.
При повышении уровня (например – общезаводские задачи) объем связей
увеличивается в геометрической прогрессии (зеленые ячейки).

6.

• Информационная технология как система
На современном этапе научно-технического прогресса происходят
существенные изменения в организации и создании систем
автоматизированного управления и проектирования конструкторскотехнологических разработок, и их построения (производства). Это выражается:
- в продолжении процесса концентрации производства новых
современных (например, авиация) изделий, которая сопровождается
индивидуализацией спроса, расширением использования средств автоматизации,
ускорением обновления продукции (изделий), быстрым развитием наукоемких
производств, уменьшением размеров производства до оптимальных размеров …;
- растет количество моделей типоразмеров машиностроительной продукции
при одновременном повышении уровня стандартизации и унификации
основных агрегатов, узлов и деталей.
- - между предприятиями расширяются кооперированные связи, внедряются
объединенные системы автоматизированного проектирования и
управления разработками, единые банки и базы данных, системы контроля
качества функционирования и т.д.

7.

- между предприятиями расширяются кооперированные связи,
внедряются объединенные системы автоматизированного
проектирования и управления разработками, единые банки и базы данных,
системы контроля качества функционирования и т.д.
• Появилась возможность автоматизировать не только массовое, но и
мелкосерийное, и единичное производство изделий.
• Поскольку создание объектов обычно начинается с их проектов, то система
автоматизированного проектирования и управления разработками (САПР,
АСУ ТП), также является объектом и поэтому необходимо знать
последовательность ее проектирования, организации, адаптации и
внедрения в единую автоматизированную систему управления
производством.
• Проекты дают точные документальные обоснования и описания объектов
проектирования в объяснительных записках, чертежах, схемах, носителях
информации, электронно-вычислительных систем и др. Процесс создания
проекта, как правило, называют проектированием. Он сложен, так как
слишком велики объемы и разветвлена логика переработки информации.

8.

Не так-то просто остановиться на окончательной формулировке цели
проектирования, не говоря уже об основных выходных характеристиках
создаваемых объектов (в том числе и автоматизированных систем
проектирования и управления разработками, к которым можно смело отнести АСУ ТП). Кроме того, при проектировании систем автоматизированного
проектирования и управления разработками, надо разобраться и навести порядок
в накопленном опыте, располагаемых ресурсах, возможных идеях
проектирования; разработать, смоделировать или проанализировать модели
прогноза поведения объекта (системы) в разнообразных условиях; создать или
подобрать алгоритмы поиска подходящих проектных решений; оценить
качественные, количественные ложных взаимодействиях с другими
действующими или проектируемыми системами. Словом, проектируя, надо «все
понять и за всех пережить».
Важнейшее преимущество трехмерного моделирования: теперь ошибки можно
найти и исправить на ранней стадии проектирования, до появления первых опытных
образцов. А коррекция проекта на цифровой стадии несоизмеримо дешевле, чем
обнаружение недочетов после изготовления дорогостоящей опытной партии. Еще
пятнадцать лет назад аналитическая компания Gartner Group произвела оценку стоимости

9.

исправления одной-единственной ошибки на различных стадиях подготовки производства:
• $1 Концептуальное проектирование
• $10 Конструкторская проработка изделия
• $100 Изготовление макета изделия
• $1 000 Проектирование технологической оснастки
• $10 000 Изготовление оснастки
• $100 000 Выпуск установочной серии
• $1 000 000 Серийное производство
• Впрочем, было бы неверно говорить, что 3D-системы достигли вершины своего развития
и проблем в этом направлении нет. Они существуют. Так, моделирование больших сборок,
состоящих из десятков и сотен тысяч деталей, все еще является сложным для многих
CAD-систем, эргономика работы конструктора пока далека от идеала. К тому же чем
мощнее система, тем она труднее в освоении и работе. Короче, резервы для
совершенствования есть, и немалые.
• Итак, автоматизировав с помощью комплекса CAD/CAM/CAE/CAPP (computer aided
production planning) все направления подготовки производства, предприятие получает в
свои руки цифровую модель изделия - это более высокий уровень, чем просто

10.

использование 3D-CAD-системы. Цифровая модель содержит как геометрию изделия, так и
все необходимые расчетные данные, карты технологических процессов, ведомости,
управляющие программы для станков, электронные описания изделия и технические
руководства. Все прекрасно? Увы, огромный массив цифровой информации не только
приносит пользу, но и доставляет значительные хлопоты создавшему его предприятию.
Итак, автоматизировав с помощью комплекса CAD/CAM/CAE/CAPP (computer aided
production planning) все направления подготовки производства, предприятие получает в свои
руки цифровую модель изделия - это более высокий уровень, чем просто использование 3DCAD-системы. Цифровая модель содержит как геометрию изделия, так и все необходимые
расчетные данные, карты технологических процессов, ведомости, управляющие программы
для станков, электронные описания изделия и технические руководства. Все прекрасно?
Увы, огромный массив цифровой информации не только приносит пользу, но и доставляет
значительные хлопоты создавшему его предприятию.
• Новые задачи - новые решения
Простая автоматизация рабочих мест перестала устраивать предприятия. Почему?
Время - вот важнейший фактор деятельности промышленного предприятия. В условиях
усиливающейся конкуренции руководству предприятия необходимо решать вопросы роста и
оперативного изменения номенклатуры выпускаемых изделий. Экономический эффект от
"лоскутной" автоматизации минимален - ведь процесс проектирования остается

11.

последовательным, как во времена чертежных досок: конструкторы создают
документацию, передают ее технологам, забирают обратно на корректировку, возвращают
исправленную документацию технологам, те подготавливают технологическую
документацию, согласовывают со снабженцами и экономистами и так далее. В результате
ни полной экономической отдачи, ни действительно значимого сокращения срока
подготовки производства автоматизация не приносит, хотя положительный эффект и
достигается.
Не стоит забывать, что разработка и подготовка производства сложной,
высокотехнологичной продукции - групповой процесс, в который вовлечены десятки и
сотни специалистов предприятия или даже группы предприятий. В процессе разработки
изделия возникает ряд проблем, влияющих на общий успех. Это в первую очередь
отсутствие возможности видеть ключевые ресурсы, вовлеченные в процесс разработки, в
их фактическом состоянии на данный момент времени, это организация совместной работы
коллектива специалистов с привлечением компаний, поставляющих какие-либо
компоненты для разрабатываемого изделия. Существенно сократить сроки подготовки
производства можно только одним способом - за счет параллельного выполнения работ и
тесного взаимодействия всех участников процесса. Эту задачу можно решить за счет
создания единого информационного пространства (ЕИП) предприятия, другими словами,
единого пространства цифровых данных о корпо

12.

И здесь на сцену выходит новый класс систем, нацеленных на решение задач
организации и координации работ инженерного персонала, - систем управления данными
об изделии, PDM (Product Data Management). Конструкторы, технологи и другие
специалисты не только получают информацию об изделии, но и дополняют ее, формируя
состав изделия, который будет актуальным для разных служб предприятия. В дальнейшем,
после изготовления изделия, информация о нем будет использована сервисными
подразделениями для планового обслуживания, заказчиком - для конфигурирования готовой
продукции под свои специфические потребности, а инженерным составом - для
модернизации и изготовления нового изделия на основе уже спроектированного.
Еще в 1980-х годах поставщики САПР начали решать проблему хранения цифровой
документации - так появились первые системы электронного архива. Архивирование и
сейчас остается одной из функций PDM-систем. Однако современные PDM решают гораздо
более широкий круг задач, позволяя полноценно реализовать следующую ступень развития
САПР-технологий, аккумулировать цифровую информацию об изделии и непрерывно
управлять (это ключевое слово) данной информацией на протяжении всего жизненного
цикла изделия (ЖЦИ). Мы назвали концепцию PLM (Product Lifecycle Management) принципиальным моментом современного этапа автоматизации промышленного
производства. А что представляет собой жизненный цикл изделия? Его основные этапы
таковы:

13.

• Маркетинговые исследования потребностей рынка.
• Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР).
• Подготовка производства изделия на заводе-изготовителе серийной продукции.
• Собственно производство и сбыт.
• Эксплуатация и обслуживание изделий.
• Утилизация изделий.
Поддержка выпускаемой продукции на каждом этапе жизненного цикла изделия безусловное требование к современному промышленному предприятию. Известно, что
изделия, требующие больших издержек в начальный период своего жизненного цикла,
обычно менее рентабельны, чем продукция, инвестиции в которую равномерно
распределены во времени или даже сдвинуты на более поздние сроки.
Сокращение сроков НИОКР и подготовки производства не только увеличивает
прибыль компании за счет реализации дополнительной продукции, но и высвобождает
средства для разработки новых продуктов, повышая общий доход предприятия. Реализация
концепции PLM позволяет реально сократить непроизводственные стадии ЖЦИ.

14.

11-1
• Обзор мирового авиастроения
Авиастроение, или авиационная промышленность, формировалось изначально как
отрасль военного характера и лишь позже перешло на выпуск гражданских самолетов.
Именно поэтому эта отрасль машиностроения является высокомилитаризированной, ее
развитие определяется размером постоянных военных заказов государства и
возможностями экспорта авиационной техники в большинство государств мира.
Производство гражданских самолетов целиком зависит от поступления заказов на
национальном и мировом рынках и может колебаться из года в год очень сильно.
Высокая наукоемкость отрасли - результат особой сложности продукции отрасли. На
разработку новых конструкций боевой и гражданской авиационной техники уходит от 5 до
10 лет. Задача достижения высокой эксплуатационной надежности продукции,
обеспечение длительности использования самолетов (авиалайнеров до 20-30 лет)
вызывает необходимость создания новых видов конструкционных материалов,
совершенствования всех агрегатов авиационной техники. Это обусловило очень высокие
расходы на научно-исследовательскую работу. Весь уровень расходов на конструирование
и создание продукции авиастроения настолько велик, что его могут позволить себе только
немногие фирмы нескольких промышленных государств мира.
Высокая степень капиталоемкости авиастроения определяет и соответственно
высокую монополизацию отрасли: в ведущих странах насчитывается лишь по нескольку (3 4) фирм этой отрасли.
Чрезвычайно жесткая конкуренция способствует слиянию даже крупных фирм
внутри одной страны (Boeing и «Макдоннелл-Дуглас» в США) и фирм разных стран в
Западной Европе (Airbus, объединившая авиационные фирмы Франции, Германии,
Великобритании и Испании).

15.

Самолето- и вертолетостроение являются одними из важнейших отраслей авиастроения. В
настоящее время самолеты и вертолеты производят более 20 стран мира, однако их
возможности производства неодинаковы как в изготовлении гражданской, так и,
особенно, военной авиатехники. Крупные авиалайнеры на 100 - 400 пассажиров
выпускают только США, объединенная фирма ведущих государств Западной Европы Airbus, а также некоторые из государств СНГ (Россия, Украина, Узбекистан). Они же могут
изготовлять супергрузовые транспортные самолеты. Эти самолеты с дальностью полета до
10 тыс. км и более предназначены обслуживать межконтинентальные авиалинии.
Указанные государства и ряд других (Бразилия, Канада, КНР) производят лайнеры с
числом пассажиров до 100 для внутриконтинентальных линий.
От уровня развития авиации и всей аэрокосмической промышленности зависит
уровень развития общества в целом, а это значит, что развитие авиации влияет на:
• -на экономику и проблемы недостатка природных ресурсов;
• -на состояние окружающей среды (экологию);
• -на уровень развития промышленности;
• -на всевозможные кризисы (энергетический кризис, экономический кризис,
экологический кризис и др.);
• -на техническую и экономическую мощь государства и на другие проблемы.

16.

Процесс проектирования самолетов, вертолетов, летательных аппаратов включает
решение следующих задач:
• -Определение облика летательного аппарата - конфигурации; размеров; необходимых
параметров для достижения заданных заказчиком характеристик.
• -Изготовление аэродинамически подобных моделей летательных аппаратов, макетов и
стендов для экспериментальных исследований и апробирования проектировочных
решений.
• -Выполнение технико-экономических исследований.
• -Выполнение инженерных расчетов (расчеты аэродинамики и динамики полета с учетом
обеспечения необходимой устойчивости и управляемости летательного аппарата и др.).
• -Непосредственно сам процесс проектирования и другие важные работы и исследования.
Процесс проектирования летательных аппаратов разделяется на периоды, которые
различаются задачами, характером выполняемых работ, технологией.
• К ним относятся:
• -предэскизное проектирование (разработка технического предложения);
• -эскизное проектирование;
• -техническое проектирование;

17.

Проектирование изделия

18.

• -рабочее проектирование.
Развитие методов оптимизации, глобальное применение вычислительной техники и
использование систем автоматизированного проектирования (САПР), параллельное
проектирование конструкций и технологии их серийного изготовления, прогнозирование,
стремление максимального снижения затрат и издержек производства и эксплуатации
авиационной техники - сильно изменили весь процесс проектирования, подняли его на
новый качественный уровень.
Процесс проектирования превратился в системное проектирование (системный
анализ), где любая составляющая некоторым образом влияет на все остальные части и
систему в целом. Т.е. создаются связи между тем, что необходимо, и тем, что целесообразно
и технически возможно.
Кроме того САПР позволяют:
• -стабилизировать сроки проектирования;
• -более качественно прорабатывать проектируемые варианты конструкции;
• -взять на себя рутинную работу;
• -выполнить численное моделирование;
• -провести численный эксперимент.

19.

Все это позволяет снизить стоимость проектирования, и обеспечить достоверные и
предсказуемые результаты и параметры авиационных машин.
Совершенствуясь эволюционно, за счет улучшений в аэродинамике, в материалах, в
силовых установках и в энергетических установках (двигатели различного назначения,
силовой привод, системы, узлы и агрегаты), в бортовом радиоэлектронном оборудовании
(БРЭО), в новых технологиях возможности авиации и летательных аппаратов могут быть
повышены на десятки процентов.
С ростом размаха работ по созданию авиационной техники увеличивается разница в
уровне и возможностях авиационной индустрии в разных странах, уменьшается количество
государств и фирм, способных разрабатывать дорогие самолеты (самолеты с большой
скоростью полета, самолеты с большой дальностью полета, самолеты с большой взлетной
массой, а также самолеты с другими высокими техническими параметрами).
Именно ИТ наряду с прогрессивными технологиями материального производства
позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой
продукции при значительном сокращении сроков постановки на производство изделий,
отвечающих запросам и ожиданиям потребителей.
Однако в тот же период было осознано, что частичная, фрагментарная
компьютеризация отдельных видов производственной деятельности, будучи делом
дорогостоящим, не оправдывает возлагаемых на нее надежд. Это связано с тем, что

20.

первые реализации ИТ представляли собой попытки внедрения качественно новых
средств в традиционную технологическую среду.
Эти попытки либо полностью отторгались, либо адаптировались к этой среде
таким образом, что эффект от их использования был невелик.
Примерами таких попыток могут служить:
• -многочисленные АСУ, роль которых сводилась к автоматизации простейших учетных и
отчетных функций;
• -конструкторские САПР (CAD - Computer Aided Design), заменявшие чертежную доску и
кульман экраном дисплея;
• -технологические САПР (CAM - Computer Aided Manufacturing), облегчавшие подготовку
технологической документации и управляющих программ для станков с ЧПУ;
• -автоматизированные системы инженерных расчетов (CAE - Computer Aided
Engineering) и т.д.
Все эти средства создавались на различных вычислительных платформах, в
различных языковых средах и, как правило, были несовместимы между собой, что
предопределяло их автономное использование с необходимостью многократной
перекодировки подчас одной и той же информации для ввода ее в ту или иную систему.

21.

Помимо резкого возрастания объемов рутинного труда, это приводило к многочисленным
ошибкам и, как следствие, к снижению эффективности систем.
РАЗВИТИЕ CALS-технологий за РУБЕЖОМ
В США работы по развитию CALS-технологий проводятся с 1985 г. в рамках ряда
государственных программ. По оценкам зарубежных экспертов, ежегодные
государственные расходы на реализацию этих программ составляли около 300 млн. долл.
Расходы крупных корпораций, заинтересованных в скорейшей разработке и реализации
CALS-технологий, составляли 400-500 млн. долл. в год.
В 1991-1995 гг. в США были проведены крупномасштабные исследования
применения CALS-технологий в процессе производства отдельных видов вооружения и
военной техники. В последние годы американские фирмы активно применяют и в других
отраслях машиностроения CALS-технологии, апробированные в оборонном комплексе.
Министерство промышленности и внешней торговли Японии реализует
программу разработки, испытаний и внедрения системы CALS-технологий. Программа
объединяет более 20 взаимосвязанных проектов различных отраслей экономики,
включая авиационно-космическую, судостроительную, электронную,
автомобилестроительную и др. При этом государственная поддержка полностью увязана с
общей стратегией реализации новейших информационных технологий и нацелена на
обеспечение конкурентоспособности национальных товаров на мировых рынках.

22.

В настоящее время большинство отечественных предприятий и организаций не
осознают актуальности скорейшего внедрения CALS-технологий в промышленное
производство. Сегодня в российской промышленности ИТ применяются, в основном, для
решения отдельных задач конструирования, разработки технологии, подготовки
производства, управления производством и т.д. В то же время некоторые ведущие НИИ и
предприятия уверены, что они давно и успешно занимаются CALS-технологиями. Однако
применяемые ИТ, как правило, не соответствуют международным CALS-стандартам.
Главная проблема заключается в недооценке сложности перехода от использования ИТ на
отдельных этапах ЖЦ продукции к работе в ИИС, охватывающей все этапы ЖЦ продукции.
Опыт зарубежных стран показывает, что путь от осознания необходимости
применения CALS-технологий до получения реальных результатов внедрения таких
технологий в промышленность, занимает пять-семь лет. Это позволяет предположить, что и
в России процесс квалифицированного применения CALS потребует значительного
времени. Чрезмерная задержка с внедрением CALS-технологий в промышленности России
может привести к потере внешнего рынка наукоемкой продукции и трудностям участия в
рынке промышленной кооперации.

23.

Прежде всего следует определиться с самим термином «CALS-технологии». В формулировке НАТО
(март 2000 года) он определяется как «Совместная стратегия промышленности и государства последовательного
преобразования существующих бизнес-процессов в единый высоко интегрированный и автоматизированный
процесс управления жизненным циклом систем военного назначения». Очевидно, что это понятие применимо не
только к системам военного назначения и подразумевает совместное взаимодействие разработчика, изготовителя
и заказчика на базе единого информационного пространства с целью уменьшения деятельности циклов
проектирования и производства, улучшения качества продукции, уменьшения эксплуатационных затрат и
завоевания таким образом рынков сбыта. Уже сейчас CALS-технологии позволяют создавать так называемые
«виртуальные предприятия», т.е. любое количество участвующих в жизненном деле подразделений,
действующих как единый организм с возможностью информационного моделирования любых процессов. CALSтехнологии должны обеспечивать такую интеграцию и включать в себя совместимые CAD/CAM системы,
системы безбумажного документооборота (PDM-системы) и системы управления ресурсами предприятия (ERPсистемы).
Последнее десятилетие ХХ века характеризовалось широкой компьютеризацией всех видов
деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации
производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности. В условиях рыночной
экономики конкурентную борьбу успешно выдерживают только предприятия, применяющие в своей
деятельности современные информационные технологии (ИТ).
Именно ИТ, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют
существенно повышать производительность труда и качество продукции и в то же время значительно сокращать
сроки постановки на производство новых изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей. Все
сказанное в первую очередь относится к сложной наукоемкой продукции, в том числе к продукции военнотехнического назначения.
08-1

24.

Опыт, накопленный в процессе внедрения разнообразных автономных информационных
систем, позволил осознать необходимость интеграции различных ИТ в единый комплекс, базирующийся на
создании в рамках предприятия или группы предприятий (виртуального предприятия) интегрированной
информационной среды (ИИС), поддерживающей все этапы жизненного цикла (ЖЦ) выпускаемой продукции.
Идея ИИС и информационной интеграции этапов ЖЦ стала базовой в подходе, получившем в США
название CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка
поставок и жизненного цикла). Инициатором этого подхода стало министерство обороны США в связи с
необходимостью повышения эффективности управления и сокращения затрат на информационное
взаимодействие между государственными учреждениями и коммерческими предприятиями при поставках
вооружений и военной техники.
В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области ИТ и оформилась в
виде стандартов ИСО, национальных (государственных) стандартов США и нормативных документов
министерства обороны США. Идеологию CALS приняли все наиболее развитые страны: Великобритания,
Германия, Франция, Швеция, Норвегия, Канада, Япония, Австралия и др.
Русскоязычный аналог понятия CALS может быть сформулирован как информационная поддержка
процессов жизненного цикла изделий (ИПИ).
Суть концепции CALS (ИПИ) состоит в применении принципов и технологий информационной поддержки на
всех стадиях ЖЦ продукции, основанного на использовании ИИС, обеспечивающей единообразные способы
управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции (включая
государственные учреждения и ведомства), поставщиков (производителей) продукции, эксплуатационного и
ремонтного персонала. Эти принципы и технологии реализуются в соответствии с требованиями
международных стандартов, регламентирующих правила управления и взаимодействия преимущественно
посредством электронного обмена данными.
ИИС (ЕИП) - основа, ядро CALS - представляет собой распределенное хранилище данных,
существующее в сетевой компьютерной системе, охватывающей (в идеале) все службы и подразделения
предприятия, связанные с процессами ЖЦ изделий. В ИИС действует единая система правил представления,
хранения и обмена информацией. В соответствии с этими правилами в ИИС протекают информационные
процессы, сопровождающие и поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах.
• 06-1

25.

• 06-1_2
Здесь реализуется главный принцип CALS: 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, а также ошибок,
связанных с этими процедурами, и сократить затраты труда, времени и финансовых ресурсов.
Основное содержание CALS, принципиально отличающее эту концепцию от других, составляют
базовые принципы и технологии, которые реализуются (полностью или частично) в течение ЖЦ любого
изделия, независимо от его назначения и физического воплощения.
Базовыми принципами CALS являются:
• -безбумажный обмен данными с использованием электронной цифровой подписи;
• -анализ и реинжиниринг бизнес-процессов;
• -параллельный инжиниринг;
• -системная организация постпроизводственных процессов ЖЦ изделия - интегрированная
логистическая поддержка.
К базовым технологиям можно отнести:
• • управление проектами; конфигурацией изделия;
• • интегрированной информационной средой;
• • качеством;
• • потоками работ;
• • изменениями производственных и организационных структур.

26.

CALS-технологии реализуются силами многопрофильных рабочих групп, объединяющих в своем • 06-2-3
составе экспертов различных специальностей. Нормативную базу разработок составляют международные и
национальные стандарты, регламентирующие различные аспекты CALS-технологий.
В ИИС информация создается, преобразуется, хранится и передается от одного участника ЖЦ к другому при
помощи прикладных программных средств, к которым относятся системы CAE/CAD/CAM, PDM, MRP/ERP, SCM и др.
На современном уровне развития промышленной кооперации отсутствие единого комплекса стандартов
"электронного описания" различных этапов ЖЦ, обеспечивающих информационное взаимодействие электронных
технологий (в рамках одного предприятия или "виртуального" объединения предприятий), приводит к значительным
дополнительным издержкам в процессах проектирования, подготовки производства, изготовления и эксплуатации
продукции. Эти издержки западными аналитиками оцениваются, например, в масштабах промышленности США, в
десятки миллиардов долларов в год.
Ситуация на мировом рынке наукоемкой продукции развивается в сторону полного перехода на безбумажную
электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта наукоемкой продукции. По прогнозам зарубежных
специалистов, после 2010 года невозможно будет продать на внешнем рынке машинотехническую продукцию без
соответствующей международным стандартам безбумажной электронной документации. Таким образом, применение
CALS-технологий является чрезвычайно актуальной задачей для повышения конкурентоспособности отечественных
товаропроизводителей.
Для того чтобы понять, насколько актуальна проблема применения CALS-технологий уже сегодня, можно
привести данные из сферы экспорта военной техники.
Ряд стратегических заказчиков вооружений и военной техники (например, Индия, Китай, Южная Корея)
выдвинул требования применения CALS-технологий (конструкторско-технологическая и эксплуатационная документация
в электронном виде, обеспечение управления качеством продукции). Одним из условий заключения крупных контрактов
на поставку военных кораблей, изделий авиационной, ракетной и другой сложной военной техники.
Особое внимание иностранные заказчики уделяют вопросам информационной и организационной поддержки
постпроизводственных стадий жизненного цикла наукоемких изделий, таких как закупка и поставка изделий, ввод их в
действие, эксплуатация, сервисное обслуживание и ремонт, поставка запасных частей и т.д. В западной терминологии
перечисленные вопросы объединяются понятием "интегрированная логистическая поддержка" (ИЛП),

27.

• 06-3_4
являющимся важной составной частью концепции CALS-технологий. Необходимость в ИЛП связана с желанием
потребителя сократить затраты на эксплуатацию, которые для наукоемкого изделия равны или превышают затраты на
его закупку. Необходимо отметить, что внедрение ИЛП актуально не только для экспортируемых изделий, но и для
сложных наукоемких изделий, а также для любых наукоемких изделий длительного использования, применяемых в
различных целях, в том числе коммерческих.
По данным ОАО "Авиаэкспорт", аналогичная ситуация имеет место и на международном рынке гражданской
авиационной техники. Таким образом, если российским предприятиям в ближайшее время не удастся решить проблему
эффективного применения CALS-технологий как средства повышения качества и конкурентоспособности наукоемкой
продукции, то очень скоро произойдет значительное сокращение ее экспорта. На эффективность деятельности
предприятий, применяющих СALS-технологии, непосредственно влияют следующие факторы:
• сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;
• сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок;
• сокращение доли 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").
Ниже приведены некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS-технологий 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 23 до 73%;
• сокращение затрат на подготовку технической документации - до 40%;
• сокращение затрат на разработку эксплуатационной документации - до 30%.

28.

• 06-5
По данным зарубежных источников, потери, связанные с несовершенством
информационного взаимодействия с поставщиками, только в автомобильной промышленности
США оцениваются в сумме порядка 1 млрд. долл. в год. Аналогичные потери отмечены и в других
отраслях промышленности. В тех же источниках указывается, что затраты на разработку
реактивного двигателя GE 90 для самолета "Боинг-777" составили 2 млрд. долл. А разработка
новой модели автомобиля компании "Форд" стоит от 3 до 6 млрд. долл. Это означает, что экономия
от снижения прямых затрат на проектирование только по этим двум объектам может составить от
500 млн. до 2,2 млрд. долл.
Отсюда следует, что внедрение CALS приводит к существенной экономии и получению
дополнительной прибыли. Поэтому отдельные компоненты этих технологий широко применяются в
промышленности развитых стран. Так, из 500 крупнейших мировых компаний, входящих в перечень
"Fortune - 500", почти 100% используют такой важнейший компонент, как PDM-системы (Product
Data Management - управление данными об изделии). Среди предприятий с годовым оборотом
свыше 50 млн. долл. такие системы используют более 80%.
В пользу высказанного выше соображения говорят такие факты:
• ожидаемый рост объема продаж систем класса ERP (Enterprise Resource Planning - планирование
ресурсов предприятия (АСУП)): в 1999 г. - 2,5 млрд. долл.; в 2003 г. - 60 млрд. долл.;
• динамика роста продаж программного обеспечения класса SCM (Supply Chain Management управление поставками): 1997 г. - 1,8 млрд. долл.; 1999 г. - 4,5 млрд. долл.; 2003 г. (ожидаемый) - 18
млрд. долл.
В связи с большими объемами ожидаемой экономии и дополнительных прибылей от
внедрения современных ИТ, в эту сферу привлекаются значительные инвестиции, измеряемые
сотнями миллионов долларов.

29.

ЖЗЛ
01-1

30. ЖЗЛ

02-1

31.

02-2

32.

01-1
Этапы

33. Этапы

02-2

34.

04-1

35.

04-1

36.

• 2. CALS*-технологии в авиастроении
*) CALS(Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная
поддержка поставок и жизненного цикла).
• 2.1 Основные понятия
Частичная, фрагментарная компьютеризация отдельных видов производственной
деятельности, будучи делом дорогостоящим, не оправдывает возлагаемых на нее надежд.
Эти попытки либо полностью отторгались, либо адаптировались к этой среде таким
образом, что эффект от их использования был невелик. Примерами таких попыток могут
служить:
• -многочисленные АСУ, роль которых сводилась к автоматизации простейших учетных и
отчетных функций;
• -конструкторские САПР (CAD - Computer Aided Design), заменявшие чертежную доску и
кульман экраном дисплея;

37.

-технологические САПР (CAM - Computer Aided Manufacturing), облегчавшие подготовку
технологической документации и управляющих программ для станков с ЧПУ;
-автоматизированные системы инженерных расчетов (CAE - Computer Aided Engineering) и
т.д.
Все эти средства создавались на различных вычислительных платформах, в
различных языковых средах и, как правило, были несовместимы между собой, что
предопределяло их автономное использование с необходимостью многократной
перекодировки подчас одной и той же информации для ввода ее в ту или иную систему.
Вместе с тем, опыт, накапливавшийся в процессе создания и разработки
автономных систем позволил осознать необходимость интеграции систем, реализующих
различные ИТ, в единый комплекс, который в отечественной технической литературе
получил название ИАСУ - (интегрированная автоматизированная система управления), а в
англоязычной литературе - СIM (Computer Integrated Manufacturing) или PDM (Product Data
Management).
Существенным оказалось создание в рамках предприятия единого
информационного пространства (ЕИП) или интегрированной информационной среды
(ИИС), охватывающей все этапы жизненного цикла (ЖЦ) выпускаемой этим предприятием
продукции.
Именно идея ЕИП и информационной интеграции стадий ЖЦ стала базовой при

38.

выработке подхода, получившего в США название CALS (Continuous Acquisition and Life cycle
Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла).
В настоящее время идея CALS сформировалась в целое направление в области ИТ и
оформилась в виде серии международных стандартов ISO. В мире действует более 25
национальных организаций, координирующих вопросы развития CALS-технологий.
В России, хотя и с некоторым отставанием, начиная с середины 90-х годов, начинают
обращать внимание на CALS. Создан Межведомственный Промышленный Совет по
вопросам CALS при Миноборонпроме РФ. Его основными целями являются:
• -развитие российской индустриальной инфраструктуры по поддержке эффективных
связей и взаимного обмена между предприятиями при реализации стратегии CALS;
• -поддержка согласованных работ в области CALS по интеграции предприятий в целях
повышения их эффективности и производительности;
• -устранение возможных барьеров в процессе интеграции CALS-стандартов и технологий.
Одной из причин отставания в области CALS-технологий является отсутствие
отечественной нормативной базы, регламентирующей основные принципы электронного
ведения работ при проектировании, производстве, поставке и сервисном обслуживании.
Работы по подготовке нормативных документов ведутся в соответствии с программой
утвержденной Госстандартом России и рядом заинтересованных министерств и ведомств.

39.

В настоящий момент CALS понимается как глобальная стратегия повышения
эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе ЖЦ продукта за счет
информационной интеграции и преемственности информации, порождаемой на всех
этапах ЖЦ. Средствами реализации данной стратегии являются CALS-технологии, в основе
которых лежит набор интегрированных информационных моделей: самого ЖЦ и
выполняемых в его ходе бизнес-процессов, продукта, производственной и
эксплуатационной среды. Возможность совместного использования информации
обеспечивается применением компьютерных сетей и стандартизацией форматов данных,
обеспечивающей корректную интерпретацию информации.
Жизненный цикл продукта, как его определяет стандарт ISO 9004-1, - это
совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в
определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации
продукта.
ЖЦ продукта присуще большое разнообразие процессов: производственный
процесс, процесс проектирования, процесс закупок… Каждый из этих процессов, в свою
очередь, состоит из технологических процессов и организационно-деловых процессов.
В дословном переводе аббревиатура CALS означает «непрерывность поставок
продукции и поддержки ее жизненного цикла». Первая часть определения «непрерывность поставок продукции» требует и подразумевает оптимизацию процессов

40.

взаимодействия заказчика и поставщика в ходе разработки, проектирования и
производства сложной продукции. Процесс взаимодействия заказчика и поставщика
должен быть действительно непрерывным. Вторая часть определения CALS - «поддержка
жизненного цикла» - заключается в оптимизации процессов обслуживания, ремонта,
снабжения запасными частями и модернизации. Поскольку затраты на поддержку
сложного наукоемкого изделия в работоспособном состоянии часто равны или превышают
затраты на его приобретение, принципиальное сокращение «стоимости владения»
обеспечивается инвестициями в создание системы поддержки ЖЦ.
Целью применения CALS-технологий, как инструмента организации и
информационной поддержки всех участников создания, производства и пользования
продуктом, является повышение эффективности их деятельности за счет ускорения
процессов исследования и разработки продукции, придания изделию новых свойств,
сокращения издержек в процессах производства и эксплуатации продукции, повышения
уровня сервиса в процессах ее эксплуатации и технического обслуживания.
2.2 Концептуальная модель CALS (ИПИ)
Информационная Поддержка процессов жизненного цикла Изделий (ИПИ)*. ИПИ
- адекватный русскоязычный аналог понятия CALS.
Согласно этой схеме основу, ядро CALS составляет ИИС (Интегрированная
Информационная Среда предприятия), или ЕИП (Единое Информационное

41.

Пространство). ЕИП 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. Все сведения в ЕИП хранятся в виде информационных объектов. В ЕИП
действует единая система правил представления, хранения и обмена информацией.
В ЕИП протекают информационные процессы, сопровождающие и
поддерживающие ЖЦ изделия на всех его этапах. Здесь реализуется главный принцип
CALS: информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в ЕИП 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.
В ЕИП информация создается, преобразуется, хранится и передается от
одного участника ЖЦ к другому при помощи программных средств,
объединенных в блок «Инструментарий». К их числу относятся:
-автоматизированные системы конструкторского и технологического

42.

• -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 бизнес-процессов
(SADT) и др.
Критерии определяющие принадлежность информационной системы к классу ИПИсистем (CALs):
• -обязательное наличие на предприятии ЕИП;
• -системная реализация инвариантных принципов и технологий CALS;
• -применение прикладных программных средств, изначально ориентированных на
взаимодействие через ЕИП;
• -использование методов, правил и способов управления, изначально ориентированных
на безбумажный обмен данными через ЕИП;

43.

• -реализация принципов, технологий и процессов информационного взаимодействия в
соответствии с требованиями международных и национальных стандартов (например,
ISO 10303 и ГОСТ Р ИСО 10303).
Системы, не удовлетворяющие перечисленным критериям, не следует относить к
классу ИПИ-систем. Такие системы обеспечивают лишь фрагментарную автоматизацию со
всеми присущими этой стратегии недостатками.
Предметом CALS являются технологии информационной интеграции, то есть
совместного использования и обмена информацией об изделии (продукте), среде и
процессах, выполняемых в ходе жизненного цикла продукта.
Информационная интеграция базируется на использовании:
• -информационной модели ЖЦ продукта и выполняемых в его ходе бизнес-процессов;
• -информационной модели продукта;
• -информационной производственной и эксплуатационной среды.
Более подробная классификация информационных моделей и их связь со стадиями
ЖЦ продукта приведена в табл. 1.

44.

жизненного цикла
продукта
инг
рование и
тка продукта
аблица 1 - Классификация информационных моделей
Т
Информационные
модели
Модель продукта
Маркетинговая
(концептуальная)
Конструкторская
дство или
авление услуг
ция
Технологическая
ка и ввод в эксию, техническая
Эксплуатационная
Сбытовая (цены,
условия продажи и пр.)
Модель ЖЦ продукта и
выполняемых в его ходе
бизнес-процессов
Модель процесса
маркетинга продукта
Модель процессов
проектирования и
разработки
Модель процессов
производства
Модель процессов продаж
Модель процессов
эксплуатации
Модель
производственной и
эксплуатационной сред
Модель маркетинговой
среды
Модель проектноконструкторской среды
Модель технологическо
среды
Модель среды, в которо
осуществляются
продажи
Модель
эксплуатационной сред

45.

База данных изделия в системеPDM управляется
инженерным центром (ИЦ) и используется на
производственных площадках (ПК1…ПК3).
На каждой производственной площадке организуется
технологическая база данных, которая может быть
автономной или интегрированной в общую базу
данных.
В технологической базе данных используются мастермодели из базы данных изделия.
Технологическая база данных должна быть
адаптирована для передачи данных в систему ERP

46.

Основой CALS является использование комплекса единых информационных
моделей, стандартизация способов доступа к информации и ее корректной интерпретации,
обеспечение безопасности информации, юридические вопросы совместного использования
информации, использование на различных этапах ЖЦ автоматизированных программных
систем (CAD/CAM/CAE, MRP/ERP, PDM и др.), позволяющих производить и обмениваться
информацией в формате CALS.
• 2.3 Задачи, решаемые при помощи CALS-технологий
Моделирование жизненного цикла продукта и выполняемых бизнес-процессов. Это
первый и очень существенный шаг к повышению эффективности организационной
структуры, поддерживающей одну или несколько стадий ЖЦ продукта, - моделирование и
анализ ее функционирования.
• Цель бизнес-анализа - выявить существующее взаимодействие между составными
частями и оценить его рациональность и эффективность. Для этого с использованием
CALS-технологий разрабатываются функциональные модели, содержащие детальное
описание выполняемых процессов в их взаимосвязи. Формат описания регламентирован
CALS-стандартами IDEF и ISO 10303 AP208. Полученная функциональная модель не
только является детальным описанием выполняемых процессов, но также позволяет
решать целый ряд задач, связанных с оптимизацией, оценкой и распределением затрат,
оценкой функциональной производительности, загрузки и сбалансированности

47.

составных частей, то есть вопросов анализа и реинжиниринга бизнес-процессов.
• Проектирование и производство изделия. Совместное, кооперативное проектирование и
производство изделия может быть эффективным в случае, если оно базируется на основе
единой информационной модели изделия.
• Модель изделия включает: геометрические данные, информацию о конфигурации
изделия, данные об изменениях, согласованиях и утверждениях.
Стандартный способ представления конструкторско-технологических данных
позволяет решить проблему обмена информацией между различными подразделениями
предприятия, а также участниками кооперации, оснащенными разнородными системами
проектирования. Использование международных стандартов обеспечивает корректную
интерпретацию хранимой информации, возможность оперативной передачи функций
одного подрядчика другому, который, в свою очередь, может воспользоваться
результатами уже проделанной работы.
• Эксплуатация изделия. Известно, что объемы разрабатываемой документации для
сложного наукоемкого изделия очень велики. Поэтому традиционное бумажное
документирование сложных изделий требует огромных затрат на поддержку архивов,
корректировку документации, а также снижает эксплуатационную привлекательность и
конкурентоспособность изделия.

48.

Решение проблемы заключается в переводе
эксплуатационной документации на изделие, поставляемой
потребителю, в электронный вид. При этом комплект электронной
эксплуатационной документации - интерактивные электронные
технические руководства (ИЭТР), электронные справочники и т.д.
следует рассматривать как составную часть интегрированной
информационной модели изделия. Электронная документация
может поставляться на электронных носителях или размещаться в
глобальной сети Интернет. Стандартизация гарантирует
применимость такой электронной документации на любых
компьютерных платформах.
Важно отметить, что в электронный вид может быть
преобразована эксплуатационная документация, созданная ранее
без использования компьютерных систем.

49.

3.1 Проблемы внедрения CALS-технологий в Российском авиастроении
Ведущие авиастроительные корпорации - Boeing и европейский концерн Airbus контролируют почти 99% мирового рынка аэробусов. Однако разработка практически всех
основных их составных частей и компонентов осуществляется в основном за пределами
стран - финальных производителей авиационной техники. Поэтому для российских
производителей этой техники наиболее остро встает проблема не только участия в
мировых процессах создания летательных аппаратов, но обеспечения повышения
конкурентоспособности своей производимой продукции, которая должна соответствовать
высоким требованиям мировых авиационных стандартов.
Решение данной проблемы должно носить системный характер на федеральном
уровне, так как связано с необходимостью в кратчайшие сроки организовать работу так,
чтобы устранить некоторое инновационное и технологическое отставание, которое
образовалось в последние десятилетия.
Одновременно необходимо развернуть работы, направленные на создание научнотехнического задела в обеспечение разработки самолётов и составных частей с учетом
новых требований к авиастроению, которые будут действовать в 2025-2030 гг.
Нестабильное состояние авиастроительного производства усугубляется
обострением общих для авиационной отрасли проблем:

50.

1. Все возрастающее отставание от мирового уровня в технологическом
развитии научно-исследовательского, проектного и производственного
секторов.
2. Большие кадровые потери - как в количественном отношении, так и в
отношении владения современными конструкторскими и производственными
навыками.
3. Высокие затраты производства.
4. Сокращение доходов от экспорта авиационных вооружений и дальнейшая
утрата рынков сбыта гражданской и военной авиатехники, и, в силу этого,
отсутствие средств на создание принципиально новых двигателей, только на
глубокую модернизацию уже существующих моделей.
5. Доминирование на российском авиационном рынке продукции
зарубежного производства, полностью адаптированной под международные
авиационные стандарты и имеющей более высокие экономические и
экологические показатели.
6. Самая больная проблема - это низкая эффективность управления

51.

предприятиями и внедрения принципов внутрикорпоративного управления.
Тем не менее, на сегодняшний день авиастроение представляет собой единую
интегрированную систему высокотехнологичного производства и современной технологии
проектирования.
Однако проблемы управления от этого легче не становятся. Производственные
процессы предприятий данной отрасли являются чрезвычайно сложным и насыщенным
информационными потоками. Значительное место занимают инженерно-конструкторская
документация и данные контроля технологических процессов. Поэтому очень важно
интегрированное использование в корпоративных информационных системах КСУП, САПР,
АСУТП и систем бизнес-анализа. Для предприятий авиастроения они обеспечивают
решение не только задач планирования, но и более комплексное управление ресурсами.
Привлекает функциональность таких систем, но настораживает не очень активное их
внедрение.
Конкурентная среда в авиастроении, сформировавшаяся за последние годы,
предъявляет к системам управления предприятием высокие требования, связанные со
способностью быстрого запуска новых изделий для оперативного заполнения
возникающих рыночных ниш; способностью оперативного введения конструкторских
изменений с учетом требований конкретного заказчика и / или условий эксплуатации.
В этих условиях решение проблем выживания и успешного развития предприятия

52.

требует автоматизации управленческих и технологических процессов, оперативной
реакции на изменения рынка и принятия решений в условиях ограниченного объема
информации и предполагает широкое использование математического моделирования,
компьютерной техники и информационных технологий.
Одной из наиболее серьезных ошибок, допускаемых руководством предприятий,
является восприятие информационных технологий как вспомогательных, как
дополнительных и второстепенных инструментов управления. Производители отдают
предпочтение совершенствованию технологий, связанных с развитием производственного
процесса.
Тем не менее, замечено, что чем более высокотехнологична продукция, тем более
активно применяются в управлении всеми процессами информационные технологии. В
свою очередь, использование IT - технологий в настоящее время является признаком
интегрированности производственных систем.
В настоящее время на рынке программного обеспечения представлен широкий
арсенал программных средств, автоматизирующих как отдельные составляющие, так и весь
процесс корпоративного управления предприятием. Таким образом, складываются
достаточно благоприятные условия для создания корпоративных информационных
технологий и систем (КИС) и успешного их внедрения.

53.

ERP-системы поддерживают такие управленческие функции, как:
планирование ресурсов (финансовых, человеческих, материальных) для
производства товаров (услуг), оперативное управление выполнением планов
(включая снабжение, сбыт, ведение договоров), все виды учета, анализ
результатов хозяйственной деятельности.
За период времени, с 70-х годов прошлого века по настоящее время, в
развитии систем автоматизации управления предприятиями авиастроения
исторически сложились четыре основных класса КИС: системы MRP (Material
Requirements Planning); системы MRP II (Manufacturing Resource Planning);
системы ERP (Enterprise Resources Planning); системы ERP II, объединившие все
основные выделенные к этому моменту типы корпоративных приложений:
• -систему планирования ресурсов предприятия ERP в прежнем понимании
этого термина;
• -систему управления взаимоотношениями с клиентами CRM (Customer
Relation Management);
• -средства электронной коммерции и взаимодействия через Интернет e-

54.

Enterprise Resource Planning ERP-система (англ. Enterprise Resource Planning
System
— Система планирования ресурсов предприятия) — это интегрированная система на
базе ИТ для управления внутренними и внешними ресурсами предприятия (значимые
физические активы, финансовые, материально-технические и человеческие ресурсы).
Цель системы — содействие потокам информации между всеми хозяйственными
подразделениями (бизнес-функциями) внутри предприятия и информационная
поддержка связей с другими предприятиями. Построенная, как правило, на
Централизованной базе данных, ERP-система формирует стандартизованное единое
информационное пространство предприятия.
Концепция ERP
Исторически концепция ERP стала развитием более простых концепций MRP
(Material Requirement Planning — Планирование материальных потребностей) и MRP II
(Manufacturing Resource Planning — Планирование производственных ресурсов).
Используемый в ERP-системах программный инструментарий позволяет проводить
производственное планирование, моделировать поток заказов и оценивать возможность
их реализации в службах и подразделениях предприятия, увязывая его со сбытом.

55.

Функции ERP-систем
В основе ERP-систем лежит принцип создания единого хранилища
данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию и
обеспечивающего одновременный доступ к ней любого необходимого
количества сотрудников предприятия, наделённых соответствующими
полномочиями. Изменение данных производится через функции
(функциональные возможности) системы. ERP-система состоит из следующих
элементов:
• * модель управления информационными потоками (ИП) на предприятии;
• * аппаратно-техническая база и средства коммуникаций;
• * СУБД, системное и обеспечивающее ПО;
• * набор программных продуктов, автоматизирующих управление ИП;
• * регламент использования и развития программных продуктов;
• * IT-департамент и обеспечивающие службы;
• * собственно пользователи программных продуктов.

56.

Основные функции ERP систем:
• * ведение конструкторских и технологических спецификаций
(взаимодействие с PDM), определяющих состав производимых изделий, а
также материальные ресурсы и операции, необходимые для их изготовления;
• * формирование планов продаж и производства;
• * планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и
объёмов поставок для выполнения плана производства продукции;
• * управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация
централизованных закупок, обеспечение учёта и оптимизации складских и
цеховых запасов;
• * планирование производственных мощностей от укрупнённого
планирования до использования отдельных станков и оборудования;
• * оперативное управление финансами, включая составление финансового
плана и осуществление контроля его исполнения, финансовый и
управленческий учёт;

57.

• * управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов
Отличие между ERP-системами и системами электронного
документооборота (СЭД) в том, что, как правило, в ERP документы
являются машино-читаемыми, и они не «ведутся», а «проводятся» —
уже после того, как они осуществят свой жизненный цикл, то есть были
созданы, обсуждены, проверены, согласованы, утверждены и т. д. А СЭД
осуществляет поддержку такого жизненного цикла человеко-читаемых
документов на предприятии.
Особенности внедрения
Классические ERP-системы, в отличие от так называемого
«коробочного» программного обеспечения, относятся к категории
«тяжёлых» программных продуктов, требующих достаточно длительной
настройки, для того чтобы начать ими пользоваться. Выбор ERPсистемы, приобретение и внедрение, как правило, требуют тщательного
планирования в рамках длительного проекта с участием партнёрской
компании — поставщика или консультанта. Поскольку ERP-системы

58.

ранней стадии таких проектов) приобретает не полный спектр модулей, а
ограниченный их комплект. В ходе внедрения проектная команда, как правило,
в течение нескольких месяцев осуществляет настройку поставляемых
модулей.
Достоинства
Применение ERP-системы позволяет использовать одну
интегрированную программу вместо нескольких разрозненных. Единая
система может управлять обработкой, логистикой, дистрибуцией, запасами,
доставкой, выставлением счетов-фактур и бухгалтерским учётом.
Реализуемая в ERP-системах система разграничения доступа к
информации предназначена (в комплексе с другими мерами информационной
безопасности предприятия) для противодействия как внешним угрозам
(например, промышленному шпионажу), так и внутренним (например,
хищениям). Внедряемые в связке с CRM-системой и системой контроля
качества, ERP-системы нацелены на максимальное удовлетворение
потребностей компаний в средствах управления бизнесом.

59.

Недостатки
Основные сложности на этапе внедрения ERP- систем возникают по
следующим причинам:
• * Недоверие владельцев компаний высокотехнологичным решениям, в итоге —
слабая поддержка проекта с их стороны, что делает осуществление проекта
труднореализуемым.
• * Сопротивление департаментов в предоставлении конфиденциальной
информации уменьшает эффективность системы.
Множество проблем, связанных с функционированием ERP, возникают из-за
недостаточного инвестирования в обучение персонала, а также в связи с
недоработанностью политики занесения и поддержки актуальности данных в ERP.
Особенности внедрения
Классические ERP-системы, в отличие от так называемого «коробочного»
программного обеспечения, относятся к категории «тяжёлых» программных
продуктов, требующих достаточно длительной настройки, для того чтобы начать ими
пользоваться. Выбор ERP-системы, приобретение и внедрение, как правило, требуют
тщательного планирования в рамках длительного проекта с участием партнёрской

60.

компании — поставщика или консультанта. Поскольку ERP-системы строятся по
модульному принципу, заказчик часто (по крайней мере, на ранней стадии таких проектов)
приобретает не полный спектр модулей, а ограниченный их комплект. В ходе внедрения
проектная команда, как правило, в течение нескольких месяцев осуществляет настройку
поставляемых модулей.
Ограничения
• * Небольшие компании не могут позволить себе инвестировать достаточно денег в ERP
и адекватно обучить всех сотрудников.
• * Внедрение является достаточно дорогим.
• * Система может страдать от проблемы «слабого звена» — эффективность всей
системы может быть нарушена одним департаментом или партнёром.
• * Проблема совместимости с прежними системами.
Существует заблуждение, что иногда ERP сложно или невозможно адаптировать под
документооборот компании и её специфические бизнес-процессы. В действительности,
любому внедрению ERP-системы предшествует этап описания бизнес-процессов компании,
чаще всего сопряжённый с последующим этапом бизнес-реинжиниринга. По сути ERPсистема являет собой виртуальную проекцию компании.

61.

Список бесплатных, открытых и коммерческих систем планирования ресурсов
предприятия (ERP)
• * SSTD — Единая система решения корпоративных задач
• * EAM — системы управления основными фондами предприятия
• * MES — системы оперативного (цехового) управления
производством/ремонтами
• * WMS — системы управления складами
• * CRM — системы управления взаимоотношениями с клиентами
• * SCM — системы управления цепочками поставок
• * CMMS — компьютеризированные системы управления техническим
обслуживанием
• * HRM — Система управления персоналом (кадрами)
• * CTMS — Система управления контейнерным терминалом
• * ECM — Системы управления информационными ресурсами предприятия

62.

К сожалению, бытует мнение, что внедрение ERP-системы - это рискованный
и дорогостоящий проект, не способный приносить российским компаниям
реальные результаты, в силу «особенностей» российского бизнеса. Поэтому
следует признать, что успешные системы уровня ERP, которые работают и
дают отдачу на зарубежных предприятиях, для российской действительности
явление довольно редкое.
Первая и наиболее существенная причина сложившейся ситуации
заключается в следующем: чтобы использовать эффективно
автоматизированные информационные системы типа ERP, необходимо
провести колоссальную работу по трансформации существующих принципов
управления предприятием и перестраиванию существующих бизнеспроцессов, что само по себе проблемно. Сложность и титаническая
трудоемкость предстоящих работ пугает практиков, как все новое и
непонятное.
• Вторая причина связана с неприятием принципов стандартизации и
необходимости изменения бизнес-процессов предприятия, приведения их в
соответствие с информационной средой в рамках ERP-системы. Зачастую

63.

имеют место попытки встроить новую информационную среду в старую производственную
систему, в которую могут быть внесены лишь небольшие косметические изменения.
Очевидно, что в таком случае затраты предприятия бесконтрольно растут и любая
перестройка губительна для него, а внедрение ERP-системы терпит крах. ERP-системы
требуют логичной и четко организованной производственной структуры, четкого и
логичного управления. Если этого нет, то нет смысла и в автоматизации управления
предприятиями.
• Третья причина заключается в нарушении требований к процессам внедрения,
эксплуатации и поддержки в ERP-системы, в несоответствии функциональности
выбранного решения потребностям бизнеса. В этой связи возможна ситуация, когда ERPсистема становится просто тормозом для бизнеса, увеличивая трудоемкость критически
важных операций и снижая гибкость процессов на предприятии.
• Четвертая причина состоит в том, что зарубежные информационные системы не
приспособлены под «двойные стандарты», которые изобилуют в нашей практике, а
адаптация этих систем к существующим процессам требует дополнительных и отнюдь не
малых затрат.
• Пятая причина - это отсутствие комплексности при внедрении ERP-систем, создании
новой информационной среды. Не учитывается комплексное взаимодействие
информационных систем, например, ERP-систем с системами бизнес-анализа, основной
задачей которых является предоставление информации о результатах деятельности
компании.

64.

В силу указанных причин на российском рынке потребность на информационные
системы класса ERP и другие очень низкая.
Однако в настоящее время на российском рынке предлагается около 100
промышленных программных продуктов управления торговыми и промышленными
предприятиями разного масштаба. Наиболее известными отечественными
корпоративными программными продуктами управления предприятиями являются:
«Галактика»; «Парус-Корпорация»; «БОСС-Корпорация»; NS2000; «1C»; «БЭСТ-ПРО»; IBS
Trade House; «Аккорд»; «Альфа»; «Эталон»; «Флагман»; «Супер-Менеджер»; «ИнфоБухгалтер» и др.
Наиболее популярна информационная система «Галактика», но в основном в
нефтегазовой и химической промышленности. В авиационной промышленности она не
используется. К сожалению, остальные информационные системы имеют ограниченные
возможности и могут быть использованы в интеграции с другими системами и
всевозможными дополнениями. Кроме того, они достаточно дороги.
Использование CALS-технологий позволяет решать задачи автоматизации
управления производством на основе КСУП; управления данными об изделии (PDM/PLM);
автоматизации проектирования и инженерного анализа конструкций и процессов
(CAD/CAM/CAE); информационного сопровождения эксплуатации и послепродажного
сервиса, интегрированной логистической поддержки продукции.

65.

хотят объединить свою внутреннюю систему с внешней системой, через которую
осуществляется взаимодействие с клиентами и партнерами.
• 3.Ограниченные аналитические возможности многих информационных технологий и
систем и недостаточная поддержка процессов принятия решений.
Тем не менее, многие практики, занимающиеся автоматизацией бизнес-процессов в
авиастроении, признают необходимость именно интегрированного использования КИС.
При условии правильного внедрения и сопровождения КИС, а также решения
обозначенных проблем, российское авиастроение способно будет конкурировать с
мировыми образцами.
Таким образом, можно сделать основные выводы:
• 1. Развитие организации производства в отечественном авиастроении может эффективно
развиваться, прежде всего, в условиях создания единой информационной среды
одновременно на всех предприятиях-разработчиках и производителях авиационной
техники.
• 2. Внедрение типовых решений в части автоматизации производства в авиастроении
возможно только на основе широкомасштабного формирования и реинжениринга всех
основных бизнес-процессов, происходящих при разработке, опытном и серийном
производстве авиационной техники.

66.

3. Только на такой основе возможно технико-экономическое обоснование целесообразности
применения и выбора оптимальной структуры типовых корпоративных информационных
систем, предназначенных для организации производства в авиастроении.
3.2 Опыт выполнения проектов с использованием CALS-технологий в России.
Сегодня Российскими крупномасштабными пилотными проектами в области
информационных технологий на принципах CALS являются:
1.Авиационные комплексы 5-го поколения (заказчик ВВС МО РФ исполнитель АВПК
«Сухой»);
2.Семейство Российских Региональных Самолётов («ОКБ Сухого»; АК «Ильюшин»; ОКБ
«Яковлев» совместно с компанией Boeing) с двигателями совместного производства НПО
«Сатурн» с корпорацией Snecma.
3.Учебно-тренировочный экспортноориентированный самолет УТС-Як130 - победитель
конкурса ВВС России (ОКБ «Яковлев»);
4.Авиационные ГТД АЛ31Ф и его модернизированные варианты (ММПП «Салют») и др.
Концепцию CALS в авиастроении реализуют:
• 1.Авиационная компания «Сухой», ОКБ «Сухого»;
• 2.КНААПО имени Гагарина;

67.

Однако при внедрении корпоративных информационных систем
предприятия авиастроения испытывают значительные трудности, связанные с:
-нехваткой финансовых средств на разработку и реализацию проектов;
-неготовности предприятий к изменениям;
- неформализованностью бизнес-процессов на предприятиях;
-низкой квалификацией кадров;
-невниманием руководства к проекту;
-отсутствия четких целей проекта.
Поэтому, несмотря на неоспоримые достоинства корпоративных информационных
систем, интегрированное их использование сталкивается с рядом проблем:
• 1.Недостаточная эффективность их внедрения. Любая передовая технология будет
полезна только в случае ее грамотного внедрения и использования. Низкий уровень
организации процедур их реализации: отсутствие процедур сопровождения; ошибки
персонала; ошибки резервирования; ошибки безопасности; плохое тестирование;
отсутствие контроля изменений; перегрузки; медленное устранение проблем.
• 2.Сложность эффективной интеграции информационных систем, имеющихся на
российском рынке с приложениями третьих фирм. Все большее число пользователей

68.

• 3.Научно-производственный центр ММПП «Салют»;
• 4.Научный центр ЦАГИ;
• 5.Научный центр ГОСНИИАС;
• 6.Научный центр ЦИАМ;
• 7.КБ «Авиадвигатель» (г. Пермь), на базе которого формируется
научно-производственный центр авиационного
двигателестроения - компания «Пермский моторостроительный
комплекс»;
• 8.Научно-производственное объединение «Сатурн»;
• 9.Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина;
• 10.Корпорация «Туполев»;
• 11.ОКБ «Яковлев» и другие предприятия российского
авиастроения.

69.

Принципы CALS на основе международного и отечественного опыта, которыми
рекомендовал руководствоваться "Проблемный Совет "Росавиакосмоса" по CALSтехнологиям", работа по этим принципам продолжается в компаниях, входящих в состав
Объединенной Авиастроительной Корпорации ( ПАО "ОАК") :
1. Не локальная, а интегрированная компьютеризация по всем фазам жизненного
цикла авиационной техники при:
• -создании научно - технического задела;
• -проведении НИОКР;
• -оценке технического уровня;
• -маркетинге с соответствующим бизнес - планом;
• -проектировании, конструировании, технологической подготовке производства;
• -организации и управлении серийным производством, материально - техническим
снабжением;
• -летных испытаниях и исследованиях;
• -сертификации не только российским, но и американским и европейским регистром;
• -эксплуатации, гарантийном и послегарантийном обслуживании, ремонте, устранении
неисправностей, модернизации, капитально-восстановительном ремонте, демонтаже и
утилизации изделий;

70.

• -непрерывной подготовке и переподготовке кадров, как и предусмотрено концепцией
CALS.
• 2. Единая информационная среда в электронной форме для всех участников жизненного
цикла изделий с использованием:
• -локальных вычислительных сетей;
• -корпоративной сети Intranet;
• -территориально-вычислительных сетей;
• -глобальной сети Internet.
Полное электронное определение изделий - электронный макет изделий и его
систем - пространственная увязка сборных изделий без изготовления физических плазов и
макетов поверхностей, исключение традиционного плазово-шаблонного метода,
исключение параллельного бумажного документооборота при проектировании,
конструировании, производстве, эксплуатации; контролем агрегатов, деталей с помощью
координатно-измерительных машин.
Сегодня одним из лидеров в области истребительной авиации является ОКБ Сухого.

71.

Список бесплатных, открытых и коммерческих систем планирования ресурсов
предприятия (ERP)
• * SSTD — Единая система решения корпоративных задач
• * EAM — системы управления основными фондами предприятия
• * MES — системы оперативного (цехового) управления производством/ремонтами
• * WMS — системы управления складами
• * CRM — системы управления взаимоотношениями с клиентами
• * SCM — системы управления цепочками поставок
• * CMMS — компьютеризированные системы управления техническим обслуживанием
• * HRM — Система управления персоналом (кадрами)
• * CTMS — Система управления контейнерным терминалом
• * ECM — Системы управления информационными ресурсами предприятия

72.

73.

CALS - Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная
информационная поддержка поставок и жизненного цикла).
(ИПИ) - информационная поддержка процессов жизненного цикла
изделий
ИТ
- информационные технологии
ИИС - интегрированная информационная среда
ЕИП - единое информационное пространство
ИАСУ - интегрированной автоматизированной системы управления
ИЛП - интегрированная логистическая поддержка
SCM - Supply Chain Management (управление поставками)
MRP - Material Requirement Planning — Планирование материальных
потребностей)
MRP II - Manufacturing Resource Planning
СЭД
- системами электронного документооборота

74.

* SSTD — Единая система решения корпоративных задач
* EAM — системы управления основными фондами предприятия
* MES — системы оперативного (цехового) управления
производством/ремонтами
* WMS — системы управления складами
* CRM — системы управления взаимоотношениями с клиентами
* SCM — системы управления цепочками поставок
* CMMS — компьютеризированные системы управления техническим
обслуживанием
* HRM — Система управления персоналом (кадрами)
* CTMS — Система управления контейнерным терминалом
* ECM — Системы управления информационными ресурсами
предприятия