Понятие о CALS-технологии
CALS-технология — это технология комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, цель которой — унификация и стандартизация спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла.
Основные спецификации представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией. В CALS-системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте. Соответствующие системы автоматизации назвали автоматизированными логистическими системами или CALS (ComputerAidedLogisticSystems). Поскольку под логистикой обычно понимают дисциплину, посвященную вопросам снабжения и управления запасами, а функции CALS намного шире и связаны со всеми этапами жизненного цикла промышленных изделий, применяют и более соответствующую предмету расшифровку аббревиатуры CALS — ComputerAcquisitionandLifeCycleSupport.
Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т. п. Ожидается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологии CALS.
Развитие CALS-технологии должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, при которых процесс создания спецификаций с информацией для программно-управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологии следует отметить легкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.
Построение открытых распределенных автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современной СALS-технологии. Главная проблема их построения — обеспечение единообразного описания и интерпретации данных независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделенных во времени и пространстве и использующих разные CAE/CAD/CAM-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна ита же технологическая документация адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем.
Следовательно, информационная интеграция является неотъемлемым свойством CALS-систем. Поэтому в основу CALS-технологии положен ряд стандартов, обеспечивающих такую интеграцию. Важные проблемы, требующие решения при создании комплексных САПР -управление сложностью проектов и интеграция ПО. Эти проблемы включают вопросы декомпозиции проектов, распараллеливания проектных работ, целостности данных, межпрограммных интерфейсов и др.
Комплексные автоматизированные системы
Известно, что частичная автоматизация зачастую не дает ожидаемого повышения эффективности функционирования предприятий. Поэтому предпочтительным является внедрение интегрированных САПР, автоматизирующих основные этапы проектирования изделий. Дальнейшее повышение эффективности производства и конкурентоспособности выпускаемой продукции возможно за счет интеграции систем проектирования, управления и документооборота.
Такая интеграция лежит в основе создания комплексных систем автоматизации, в которых помимо функций собственно САПР реализуются средства для автоматизации функций управления проектированием, документооборота, планирования производства, учета и т. п.
Проблемы интеграции лежат в основе технологии Юпитер, пропагандируемой фирмой Intergraph. Пример сращивания некоторых подсистем из САПР и АСУ — программный продукт TechnoDOCS (российская фирма Весть). Его функции:
интеграция программ документооборота с проектирующими пакетами (конкретно с AutoCAD, Microstation и другими программами, исполняемыми в Windows-средах и поддерживающими взаимодействие по технологиям DDE или OLE, разработанным фирмой Microsoft);
ведение архива технической документации;
маршрутизация работ и прохождение документации, контроль исполнения;
управление параллельным проектированием, т. е. координацией проектных работ, выполняемых коллективно.
Воснову CALS-технологииположенрядстандартовипреждевсегоэтостандарты STEP, атакже Parts Library, Mandate, SGML (Standard Generalized Markup Language), EDIFACT (Electronic Data Interchange For Administration, Commerse, Transport) идр. Стандарт SGML устанавливает способы унифицированного оформления документов определенного назначения — отчетов, каталогов, бюллетеней и т. п., а стандарт EDIFACT — способы обмена подобными документами.
Одна из наиболее известных реализаций CALS-технологии разработана фирмой Computer-vision. Эта технология названа EPD (ElectronicProductDefinition) и ориентирована на поддержку процессов проектирования и эксплуатации изделий машиностроения.
В CALS-системах на всех этапах жизненного цикла изделий используется документация, полученная на этапе проектирования. Поэтому естественно, что составы подсистем в CALS и комплексных САПР в значительной мере совпадают.
Технологию EPD реализуют:
CAD — система автоматизированного проектирования;
САМ — автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП);
САЕ — система моделирования и расчетов;
CAPE (Concurrent Art-to-Product Environment) — системаподдержкипараллельногопроектирования (concurrent engineering);
PDM — система управления проектными данными, представляющая собой специализированную СУБД (DBMS — Data Base Management System);
3D Viewer—систематрехмернойвизуализации;
CADD — система документирования;
CASE — система разработки и сопровождения программного обеспечения;
методики обследования и анализа функционирования предприятий.
Основу EPD составляют системы CAD и PDM, в качестве которых используются CADDS5 и Optegra соответственно.
В значительной мере специфику EPD определяет система Optegra. В ней отображается иерархическая структура изделий, включающая все сборочные узлы и детали. В Optegra можно получить информацию об атрибутах структуры любого элемента, а также ответы на типичные для баз данных вопросы типа «Укажите детали из материала Х» или «В каких блоках используются детали изготовителя Y?» и т. п.
Важной для пользователей особенностью Optegra является работа вместе с многооконной системой визуализации 3D Viewer. Пользователь может одновременно следить за информацией в нескольких типовых окнах:
информационный браузер, в котором высвечиваются данные, запрашиваемые пользователем, например, из почтового ящика. Internet, корпоративных ресурсов, его персональной БД;
окно структуры изделия, представляемой в виде дерева. Можно получать ответы на запросы подсветкой деталей D, (листьев дерева), удовлетворяющих условиям запроса;
3D визуализатор, в этом окне высвечивается трехмерное изображение изделия, ответы на запросы даются и в этом окне цветовым выделением деталей Dn;
Окно пользовательского процесса, в котором в нужной последовательности в виде иконок отображается перечень задач, заданный пользователю для решения.
В системе Optegra связи между объектами задаются по протоколам стандартов STEP, внешний интерфейс осуществляется через базу данных SDAI.