CALS-технологии

      Очевидно, что управление качеством тесно  связано с его контролем. Контроль качества традиционно основан на измерении показателей качества продукции на специальных технологических операциях контроля и выбраковкой негодных изделий. Однако есть и другой подход к управлению качеством, основанный на контроле качественных показателей не самих изделий, а проектных процедур и технологических процессов, используемых при создании этих изделий. Такой подход более эффективен. Он требует меньше затрат, поскольку позволяет обойтись без 100% контроля продукции и, благодаря предупреждению появления брака, снижает производственные издержки. Именно этот подход положен в основу стандартов Международной организации стандартизации ISO 9000, принятых ISO в 1987 г. и проходящих корректировку приблизительно каждые пять лет.

      Таким образом, методической основой для  управления качеством являются международные  стандарты серии ISO 9000. Они определяют и регламентируют инвариантные вопросы  создания, развития, применения и сертификации систем качества в промышленности. В них устанавливается форма требований к системе качества в целях демонстрации поставщиком своих возможностей и оценки этих возможностей внешними сторонами.

      Основными причинами появления стандартов ISO 9000 были потребности в общем  для всех участников международного рынка базисе для контроля и управления качеством товаров. Американское общество контроля качества (ASQC) определило цели ISO 9000 как помощь в развитии международного обмена товарами и услугами и в кооперации в сфере интеллектуальной, научной, технологической и деловой активности.

      В стандартах ISO 9000 используется определение  качества продукции из стандарта ISO 8402, в котором под качеством  продукции подразумевается своевременное  удовлетворение требований заказчика  при приемлемой цене. Вводится понятие  системы качества (QS — Quality System), как документальной системы с руководствами и описаниями процедур достижения качества. Другими словами, система качества есть совокупность организационной структуры, ответственности, процедур, процессов и ресурсов, обеспечивающая осуществление общего руководства качеством.

      Система качества обычно представляет собой  совокупность трех слоев документов. Слои содержат:

 

1. описание  политики управления для каждого  системного элемента (организация, ответственные, контроль);
2. описание процедур управления качеством (что, где, кем и когда должно быть сделано);
3. тесты, планы, инструкции и т.п.

 

      Сертификация  предприятий по стандартам ISO 9001-9003 выполняется некоторой уполномоченной внешней организацией. Наличие сертификата  качества — одно из важных условий для успеха коммерческой деятельности предприятий.

      Стандарты серии ISO 9000 управления качеством промышленной продукции делятся на первичные, вторичные и поддерживающие.

      В свою очередь, первичные стандарты  делятся на внешние и внутренние. Внешние стандарты инвариантны к приложениям, они описывают требования, соблюдение которых гарантирует качество при выполнении контрактов с внешними заказчиками. Внутренние стандарты предназначены для внутреннего использования, они описывают мероприятия по управлению качеством внутри компании.

 

ISO предлагает  следующие внешние стандарты:

 

• ISO 9001 —  модель качества, достигаемого при  проектировании, производстве, обслуживании;
• ISO 9002 — сокращенная по сравнению с ISO 9001 модель (без процессов проектирования);
• ISO 9003 — модель качества при финальном тестировании продукции.

 

Вторичные стандарты включают в себя:

 

• ISO 9000 —  основные понятия, руководство  по применению ISO 9001;
• ISO 9004 — элементы систем управления качеством.

 

      В стандарте ISO 9004 содержатся 20 основных требований к качеству, называемых системными элементами. Системные элементы разделены на группы, относящиеся к производству, транспортировке и пост производственным операциям, документации продукции, маркетингу. Например, при производстве контролируются планирование, процедуры, программы и инструкции для управления и улучшения производственных процессов. При маркетинге контролируются такие системные элементы, как функциональное описание продукции, организация обратной связи с заказчиками (отслеживание и анализ рекламаций).

 

      Поддерживающие  стандарты предназначены для  развития и установки систем качества:

 

• ISO 10011 —  аудит, критерии для аудита  систем качества;
• ISO 10012 — метрологическое подтверждение качества;
• ISO 10013 — пособие для развития руководств по управлению качеством.

 

      Часть этих стандартов утверждена в качестве государственных стандартов РФ. В  частности, это:

 

• ГОСТ Р  ИСО 9001-96 "Системы качества. Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании";
• ГОСТ Р ИСО 9002-96 "Системы качества. Модель обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании";
• ГОСТ Р ИСО 9003-96 "Системы качества. Модель обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях".

 

      В настоящее время разработана новая версия стандартов серии ISO 9000 под названием ISO 9000:2000 Quality management systems (Системы управления качеством), в которую включены документы:

 

• ISO 9000:2000 Fundamentals and vocabulary (Основы и терминология);
• ISO 9001:2000 Requirements (Требования к системам качества);
• ISO 9004:2000 Guidelines for performance improvement (Руководство по развитию).

 

      Главные отличия новой версии от предыдущей обусловлены стремлением упростить  практическое использование стандартов, направлены на их лучшую гармонизацию и заключаются в следующем.

      В стандарте ISO 9001 минимизируется объем  требований к системе качества. Стандарты ISO 9002-9003 из новой версии исключаются. Расширяется круг контролируемых ресурсов, в их число включены такие элементы, как информация, коммуникации, инфраструктура. 20 элементов качества из стандарта ISO 9004 сворачиваются в 4 группы: распределение ответственности (management responsibility); управление ресурсами (resource management); реализация продукции и услуг (product and/or service realization); измерения и анализ (measurement, analysis, and improvement).

ВЫВОДЫ

 

      CALS-технологии  призваны служить средством, интегрирующим  промышленные автоматизированные  системы в единую многофункциональную  систему. Целью интеграции автоматизированных систем проектирования и управления является повышение эффективности создания и использования сложной техники.

Повышение эффективности выражается в следующем:

      Во-первых, повышается качество изделий за счет более полного учета имеющейся  информации при проектировании и принятии управленческих решений.

      Во-вторых, сокращаются материальные и временные  затраты на проектирование и изготовление продукции. Применение CALS-технологий позволяет  существенно сократить объемы проектных  работ, так как описания ранее выполненных удачных разработок компонентов и устройств, многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю CALS-технологии. Доступность опять же обеспечивается согласованностью форматов, способов, руководств в разных частях общей интегрированной системы. Кроме того, появляются более широкие возможности для специализации предприятий, вплоть до создания виртуальных предприятий, что также способствует снижению затрат.

В-третьих, существенно снижаются затраты  на эксплуатацию, благодаря реализации функций интегрированной логистической  поддержки. Существенно облегчается  решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т.п.

      Эти преимущества интеграции данных достигаются  применением современных CALS-технологий.

      Промышленные  автоматизированные системы могут  работать автономно, и в настоящее  время так обычно и происходит. Однако эффективность автоматизации будет заметно выше, если данные, генерируемые в одной из систем, будут доступны в других системах, поскольку принимаемые в них решения станут более обоснованными.

      Чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных систем требуется создание единого информационного пространства в рамках как отдельных предприятий, так и, что более важно, в рамках объединения предприятий. Единое информационное пространство обеспечивается благодаря унификации как формы, так и содержания информации о конкретных изделиях на различных этапах их жизненного цикла.

      Унификация  формы достигается использованием стандартных форматов и языков представления  информации в межпрограммных обменах  и при документировании.

      Унификация  содержания, понимаемая как однозначная правильная интерпретация данных о конкретном изделии на всех этапах его жизненного цикла, обеспечивается разработкой моделей (мета описаний) приложений, закрепляемых в прикладных протоколах CALS.

      Унификация  перечней и наименований сущностей, атрибутов и отношений в определенных предметных областях является основой для единого электронного описания изделия в CALS-пространстве.

      В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM/CAE-систем. За последние годы CAD/CAM/CAE-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа. Даже для такого относительно несложного изделия, как телефон, стоимость прототипа может составлять несколько тысяч долларов, создание модели двигателя обойдется в полмиллиона долларов, а полномасштабный прототип самолета будет стоить уже десятки миллионов долларов.

 

      Например, широко известен проект разработки компанией Shorts Brothers фюзеляжа для самолета бизнес-класса Learjet 45 при помощи современных CAD/CAM/CAE-систем. Результаты выполнения проекта просто впечатляют.

      Ранее компания Shorts использовала в проектно-конструкторских  работах проволочное моделирование  деталей. В создаваемых Shorts Brothers фюзеляжах  самолетов обычно насчитывалось  до 9500 структурных деталей. Подобные проекты могли потребовать более 440000 человеко-дней (до 4-х лет для завершения проекта).

      Фюзеляж Learjet 45 оказался не только наиболее сложным  среди существующих, но и был разработан в значительно меньшие сроки (на 40%), чем его предшественники. Кроме того, примерно в 10 раз было улучшено качество деталей и самой сборки фюзеляжа, а общее число деталей сокращено на 60% (при снижении объема основных переделок на 90% по сравнению с предыдущими проектами). В целом, компания Shorts смогла уменьшить число компонентов с 9500 до 3700 (на 60%). Полное время на проектирование и технологическую подготовку производства было сокращено до 125000 человеко-дней. Общее время разработки и технологической подготовки производства до 60000 человеко-дней, а весь цикл разработки типового фюзеляжа сократился с 4-х лет до 1,5-2 лет.

Список  используемой литературы

 

1. «Введение в  CALS-технологии», А.С. Шалумов, С.И. Никишкин, В.Н. Носков;
2. Портал «База и генератор образовательных ресурсов», кафедра САПР,
3. МГТУ им. М.Э. Баумана;
4. www.pts-russia.com, «CAD/CAM/CAE/PDM/PDS-технологии компании РТС».