CALS-technologies sont Concept et définition, but de l'application

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Dans l'histoire du développement des systèmes de production industrielle, des événements se sont produits qui ont créé les conditions préalables à un saut technologique révolutionnaire. Et par le fait de leur existence, ils ont entraîné un changement dans l'apparence non seulement des entreprises où des processus innovants ont été réalisés, mais aussi du monde entier. La création de la première machine à vapeur a donné l'impulsion initiale à l'émergence de machines et de mécanismes technologiques, qui, cent ans plus tard, se sont transformés en équipements modernes pour la fabrication de produits. La découverte de l'induction électromagnétique est devenue la base d'une nouvelle base élémentaire, de la construction des premières batteries rechargeables aux ordinateurs modernes, aux téléphones et à la partie électrique de divers appareils. L'introduction par Henry Ford des premières chaînes de montage d'automobiles a marqué la tendance des grandes entreprises pour les décennies à venir. Les méthodes et concepts de "Lean Manufacturing" de Toyota ont permis de créer des systèmes flexibles et sur mesure avec une consommation de ressources minimale et une qualité de produit maximale. En fait, nous parlons de révolutions industrielles dans le domaine de la production et de la prestation de services.

Développement intensif de l'informationles technologies dans les domaines de la communication et de la communication, la conception de systèmes complexes et le développement de nouvelles technologies de gestion de l'information ont créé les conditions préalables à l'émergence des innovations suivantes - ce sont les technologies CALS.

Pertinence de la candidature

Aujourd'hui, il n'y a pratiquement aucun type d'activité humaine sans l'utilisation des résultats du développement de l'information. Médecine, industrie légère et lourde, industrie du jeu, activités scientifiques et innovantes - divers produits logiciels facilitent les processus et en sont souvent l'élément critique.

L'approfondissement de l'informatisation des sphères d'activité des entreprises industrielles est aujourd'hui une condition importante pour le succès du développement de l'économie. Les processus d'ingénierie intelligents, les processus automatisés de gestion des activités de production d'une entreprise, ainsi que son rééquipement technique et la création de processus technologiques informatisés innovants, permettent dans une large mesure de former une production optimale à forte intensité de ressources avec une divulgation complète du potentiel industriel.

Les méthodes et approches progressistes de la gestion de la production qui ont émergé au cours des dernières décennies sont généralement appelées technologies logistiques. Cela est dû au fait que la logistique explore et forme divers flux dans les activités de production et d'organisation, qui comprennent des structures matérielles, financières et d'information. Par conséquent, il est plus correct de parler de technologies CALS dans la logistique.

La principale différence de cette approche est de créer un système de gestion qui n'automatise pas certains types de travail, fonctions et tâches, mais vous permet de formaliser tous les processus de l'entreprise - conception, production, approvisionnement, vente, après -service de vente.

Histoire de la Création

En termes généraux, la technologie CALS est le processus de création d'un espace d'information unique dans un système de support de cycle de vie de produit unique. Avec le développement des systèmes de production, il est devenu nécessaire de développer des mécanismes et des procédures pour l'échange rapide de données entre divers sujets des relations de production à différentes étapes de l'utilisation des produits.

Initialement, ce concept a été mis en œuvre dans l'armée américaine pour réduire la quantité de paperasse, augmenter l'efficacité des retours d'information entre les clients et les fournisseurs d'armes et de munitions, améliorer la gérabilité du système et réduire les coûts globaux pour le domaine de l'information. L'abréviation CALS elle-même signifiait "Computer Supply Support".

Avec une efficacité raisonnable (selon les données expérimentales, la productivité du travail a considérablement augmenté et les pertes d'exploitation ont diminué), au fil du temps, les technologies CALS et les systèmes CALS ont considérablement élargi leur champ d'activité. Diverses branches des secteurs de l'ingénierie mécanique, de la construction et des transports, le domaine du développement de projets d'industries de haute technologie. De plus, si initialement l'application était limitée à la production et à l'exploitation, maintenant le concept était valableà toutes les étapes du cycle de vie du produit - de l'analyse du marché au processus d'élimination en raison de l'état physique ou de l'obsolescence.

Aujourd'hui, l'utilisation des technologies CALS est devenue une stratégie transnationale pour la gestion des processus électroniques sans papier à différents niveaux du cycle de vie du produit. Il existe plusieurs dizaines d'organisations qui coordonnent les aspects du développement de ces systèmes au niveau de divers États et alliances (par exemple, l'Alliance de l'Atlantique Nord).

Un bref résumé

Les grands principes des technologies CALS reposent sur la maîtrise et l'organisation des étapes d'existence du produit. Ceux-ci incluent:

• assurer la gestion du système (utilisation d'espaces d'information spéciaux);
• minimisation des coûts à toutes les étapes;
• utilisation de mécanismes standards de description des objets gérés (intégration des flux d'information);
• différenciation des éléments de programme basée sur l'utilisation de standards communs (interfaces de données et d'accès) et l'utilisation de plates-formes sur une base commerciale;
• représentation d'informations sur une base dématérialisée avec priorité à l'utilisation d'une signature électronique;
• ingénierie associée de tous les processus;
• ajustement et amélioration continus afin de créer un modèle de gestion optimal.

Créer un plan d'information implique de résoudre un problème à deux niveaux:

• automatisation des éléments individuels de la production et formation des flux de gestion de l'information associésdonnées;
• composition de différents blocs d'information (ce qui, en plus d'obtenir un environnement d'information homogène, garantit également la composition de la stratégie globale de l'entreprise).

Le développement rapide et continu des technologies CALS est une condition nécessaire au développement technique du système de production.

Les avantages d'un environnement intégré incluent:

• protéger les données dans le temps (garantir l'intégrité);
• fournir un accès à l'information à tous les participants au projet, quelle que soit leur position dans l'espace;
• minimiser la perte de données;
• flexibilité du système pour répondre aux ajustements effectués (les changements sont disponibles presque instantanément dans tout le système);
• augmenter le débit de traitement;
• Des plates-formes de conception et d'assistance puissantes et diversifiées.

Avantages de la technologie CALS dans l'ingénierie mécanique

Les perspectives d'utilisation de CALS dans les entreprises industrielles résident dans la formation d'un environnement organisationnel et informationnel spécialisé qui permet:

• augmenter considérablement le niveau de coopération entre les différentes industries grâce à des normes uniformes de traitement de l'information;
• réduire l'influence de la localisation territoriale des entreprises et ainsi limiter l'influence des distances sur l'efficacité des interactions;
• créer des éléments de production virtuels qui vous permettent de contrôler la conception, la production et le fonctionnement des produits au niveau des tâches pratiques individuelles;
• protéger les résultats du travail en fonction dela continuité des résultats du travail à toutes les étapes du cycle de vie du produit;
• optimiser les coûts en réduisant la paperasserie;
• utiliser la "transparence" des processus de gestion et de contrôle, grâce au développement de modèles intégrés;
• créer un puissant support d'information pour toutes les étapes du cycle de production;
• créer un système commun de normalisation des informations sur les produits;
• assurer le niveau requis de qualité du produit.

L'application des principes fondamentaux des technologies CALS est extrêmement importante pour maintenir le niveau de développement de l'entreprise avec les tendances modernes sur la scène industrielle internationale.

Approches générales pour créer une infrastructure d'information

Le principal mécanisme de conception et d'adaptation ultérieure des produits à la production en série est la préparation technique de la production. En règle générale, il est mis en œuvre en trois étapes principales - développement de la conception et documentation graphique, développement technologique et préparation du système de production, ainsi que choix des options de conception et de technologie optimales du point de vue de l'efficacité économique. Cette procédure, à partir du moment où elle a été utilisée dans les entreprises de défense de l'URSS au milieu des années 60, est devenue familière aux systèmes du secteur civil. Grâce à son utilisation, le temps de conception et de préparation à l'exploitation de nouvelles structures a été considérablement réduit et le niveau de fiabilité du produit a plus que doublé. Dans le même temps, d'importantsrésultats d'assurance qualité.

La technologie informatique moderne dispose d'outils et d'approches qui vous permettent de consolider toutes les données de production et de les présenter sous la forme d'un modèle électronique. Cela facilite l'analyse technique, la création de diverses spécifications de conception (technologiques), l'élaboration de manuels techniques et de catalogues de solutions techniques prêtes à l'emploi. Les technologies d'informatisation CALS et FDI sont une tendance générale dans le développement des systèmes de conception de production.

Zones de recherche

Des exemples de technologies CALS sont les méthodes de conception de production numérique qui prennent en charge la gestion du cycle de vie des produits (Product LifecycleManagement) - les soi-disant systèmes PLM.

Ceux-ci incluent les classes de systèmes suivantes:

• CAD - (Computer Aided Design) - résoudre les problèmes de conception de produits et d'éléments; modélisation d'objets sur un plan (modèle 2D) et dans l'espace (modèle 3D); moyens d'obtenir des dessins; archives de données sur les éléments structurels et création de modèles de documents.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - étude des propriétés des objets (pendant la fabrication et le fonctionnement); création de systèmes de vérification pour l'analyse de l'objet selon le modèle développé; optimisation des paramètres d'objet en fonction des conditions et restrictions spécifiées.
• CAM - (Fabrication assistée par ordinateur) - programmation de contrôleurs de machines CNC; étude des options de trajectoire de l'outil en fonction des algorithmes de la surface usinée; analyse des conflits géométriques; s'adaptant à l'équipement.
• PDM -(Product Data Management) - stockage des données et contrôle de la documentation; créer une archive d'échantillons; assurer l'accès à l'information et sa protection.

Gestion des ressources d'entreprise

Une autre fonction importante des méthodes de calcul est la gestion en temps réel de diverses ressources et flux d'entreprise - logistique, finances, entreposage, personnel, planification et marketing. Les systèmes qui mettent en œuvre les tâches ci-dessus sont appelés systèmes ERP (Enterprise Resource Planning - gestion des ressources d'entreprise).

Ces systèmes représentent une nouvelle méthodologie de gestion des technologies CALS, qui implémente les fonctionnalités requises sur la base d'une infrastructure d'informations spéciale.

Les fonctions typiques de cette classe de produits logiciels incluent:

• création et contrôle de diverses spécifications (permet de déterminer le produit final, prend en compte toutes les ressources nécessaires à la production);
• gestion des ventes (prévision des ventes de produits sur la base des plans de vente);
• analyse du besoin en matériaux (détermination de la taille des lots et des délais de livraison, des groupes spécifiques de matières premières et de composants);
• organisation des activités d'approvisionnement (formation de contrats d'approvisionnement, optimisation des activités d'entrepôt de l'entreprise);
• planification de l'utilisation des capacités de production (au niveau de l'ensemble de l'entreprise et des ateliers ou emplois individuels);
• contrôle des ressources financières (comptabilitéet audit financier).

Notez que les technologies CALS présentées sont la base conceptuelle du support d'information pour le cycle de vie de la création et de l'exploitation des produits. Ce qui montre son efficacité maximale lorsque les deux systèmes (PLM et ERP) fusionnent.

Utilisation du système

CALS-technologies sont, avant tout, une méthode de support d'information pour les processus commerciaux, qui a trouvé son application dans divers domaines de l'activité de production. L'efficacité de sa diffusion et de son utilisation repose sur le développement systématique d'un environnement informationnel approprié. Pour atteindre cet objectif, une condition nécessaire est l'utilisation d'approches compositionnelles spéciales pour la formation de nouveaux systèmes de support.

Un exemple d'une telle entreprise sur le marché russe est le Centre de recherche pour les technologies CALS "Applied Logistics". Les tâches principales de l'entreprise se situent dans le plan des plates-formes progressives et des normes pour leur utilisation. Les principales activités sont: la mise en place d'un suivi opérationnel des différentes données de conception et la minimisation des pertes de produits.

Research Center for CALS-technologies - développeur de plusieurs plates-formes de création bien connues. Faisons un bref examen d'eux.

Classe d'application PDM

Représente une source de données basée sur des modèles formalisés par des normes ISO internationales spéciales.

Les fonctionnalités les plus courantes incluent:

• contrôle des informations sur les principales propriétés des structures;
• dispositif de recherche pourmodifications ultérieures du système;
• analyse du respect des principes logistiques;
• collecter des données sur les paramètres de la composante qualité des produits;
• contrôler les opérations sur les tableaux;
• assurer l'interaction des ensembles d'éléments (CAD-CAM, etc.).

Comme vous pouvez le voir, l'utilisation des technologies CALS permet un contrôle total du produit au niveau de la base des éléments de la conception.

Fonctionnalités supplémentaires:

• exploitation et contrôle des listes de classificateurs (banques de données de référence);
• gestion des informations de fabrication;
• gérer les paramètres des produits en temps réel;
• élaboration d'arborescences de la structure variable des produits;
• travailler avec des modèles de structures selon les options précédentes;
• analyse des caractéristiques des éléments par différents indicateurs;
• présentation du produit avec documentation: modèles, dessins, informations textuelles, tableaux de données;
• travailler avec des archives;
• formulation des spécifications et des déclarations;
• gestion des données des processus technologiques, équipements, outillages;
• détail de la technologie de fabrication (routes, opérations, transitions);
• analyse de l'interaction des étapes technologiques avec la base d'éléments de la conception;
• détermination des taux de consommation des différentes ressources du système;
• visualisation des éléments de technologie pour l'obtention d'un outil;
• modifier le contrôle par les méthodes de traitement;
• gestion des opérations;
• fournir l'accès aux données;
• rapprochement des données par e-mailsignatures;
• contrôle qualité;
• assurer le fonctionnement du moteur de recherche intelligent;
• variabilité des types d'affichage, etc.

Comme vous pouvez le voir, le nombre et le contenu des fonctions sont suffisants pour obtenir des informations complètes pour une analyse complète du processus en question.

Constructeur de guides techniques

Travailler avec la documentation concernant le fonctionnement de systèmes complexes. Elle s'appuie sur les exigences internationales qui réglementent les questions de support logistique des produits. L'idée clé de la norme est de travailler avec un ensemble d'unités d'information. Le concept principal est la modularité de la documentation. Les informations sont fragmentées à l'aide de codes spéciaux. Portée - tout type de transport, équipement militaire, équipement.

Une adaptation flexible aux conditions changeantes est fournie. Le complexe convient à la fois aux entreprises mères et aux entreprises liées (fabricants de matériaux, composants).

Suite LSA

Est un ensemble de procédures qui met en œuvre le support logistique des systèmes de production dans le temps. Vous permet de résoudre un certain nombre de tâches, telles que la détermination de la fiabilité de la criticité des pannes, la création d'un modèle fonctionnel de maintenance, la détermination du nombre requis de pièces de rechange.

ATLAS

Une plate-forme spécialisée conçue spécifiquement pour le traitement des données sur le fonctionnement des systèmes techniques de l'aviation. La sécurité spécifiée est assurée par une surveillance constante de l'état. L'analyse effectuée et les mises à jour ultérieures permettent d'améliorer significativementéconomies de coûts.

Exemples d'utilisation

Les technologies CALS en Russie sont utilisées par de nombreuses entreprises nationales, tant civiles que militaires. La documentation électronique est utilisée pour de nombreux produits. Par exemple, dans l'aviation pour les avions, les hélicoptères, les moteurs et composants d'avions. En outre, le développement des systèmes de navigation, des communications téléphoniques et radio et des systèmes de contrôle est en cours. Ils sont utilisés dans la conception et le développement d'équipements automobiles. Des éléments du système sont utilisés à l'usine mécanique de Voronezh, à la société d'État "Rosatom", à la centrale nucléaire "Aerosila", à l'OJSC "Chemins de fer russes" et à d'autres. Comme vous pouvez le voir, les exemples de technologie CALS sont assez divers.

Conclusion

La gestion des technologies CALS est une tâche actuelle et moderne pour les organisations. À l'ère de l'informatisation totale, la présence d'espaces d'information locaux et mondiaux est une stratégie de développement clé. Les normes CALS, basées sur une variété de systèmes logiciels, sont à la base de la création de produits modernes de haute technologie fabriqués par des systèmes de production automatisés.

Le temps est venu pour des éléments fondamentalement nouveaux de l'organisation de la production, qui reposent sur des processus de gestion de bout en bout et sur l'introduction de postes de travail automatisés dans l'environnement de conception et technologique. Et bien que le passage d'équipements technologiques obsolètes à des machines-outils à commande numérique etles centres d'usinage multi-axes (et ce sont toutes des technologies CALS) nécessitent d'énormes coûts intellectuels, matériels et financiers, toutes les entreprises qui veulent répondre à l'air du temps doivent suivre cette voie.