Les tecnologies-CALS són Concepte i definició, finalitat d'aplicació

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

En la història del desenvolupament dels sistemes de producció industrial es van produir esdeveniments que van crear els requisits previs per a un s alt revolucionari en la tecnologia. I pel fet de la seva existència, van provocar un canvi en l'aparença no només de les empreses on es portaven a terme processos innovadors, sinó també de tot el món. La creació de la primera màquina de vapor va ser l'impuls inicial per a l'aparició de màquines i mecanismes tecnològics, que cent anys més tard es van convertir en equips moderns per a la fabricació de productes. El descobriment de la inducció electromagnètica es va convertir en la base d'una nova base elemental, des de la construcció de les primeres bateries recarregables fins als ordinadors moderns, els telèfons i la part elèctrica de diversos aparells. La introducció de Henry Ford de les primeres línies de muntatge d'automòbils va marcar la tendència per a les grans empreses durant les properes dècades. Els mètodes i conceptes de "Lean Manufacturing" de Toyota han permès crear sistemes flexibles i fets a mida amb un consum mínim de recursos i la màxima qualitat del producte. De fet, estem parlant de revolucions industrials en l'àmbit de la producció i la prestació de serveis.

Desenvolupament intensiu de la informaciótecnologies en els camps de la comunicació i la comunicació, el disseny de sistemes complexos i el desenvolupament de noves tecnologies de gestió de la informació van crear els requisits previs per a l'aparició de les següents innovacions: aquestes són les tecnologies CALS..

Rellevància de l'aplicació

Avui pràcticament no hi ha cap tipus d'activitat humana sense l'ús dels resultats del desenvolupament de la informació. Medicina, indústria lleugera i pesada, indústria del joc, activitats científiques i innovadores: diversos productes de programari faciliten els processos i sovint són el seu element crític.

Aprofundir més en la informatització de les esferes d'activitat de les empreses industrials és avui una condició important per al desenvolupament reeixit de l'economia. Els processos d'enginyeria intel·ligents, els processos automatitzats per a la gestió de les activitats de producció d'una empresa, juntament amb el seu reequipament tècnic i la creació de processos tecnològics informatitzats innovadors, permeten, en gran mesura, formar una producció òptima intensiva en recursos amb plena revelació del potencial industrial.

Els mètodes i els enfocaments progressius de la gestió de la producció que han sorgit en les últimes dècades solen denominar-se tecnologies logístiques. Això es deu al fet que la logística explora i forma diversos fluxos en activitats productives i organitzatives, que inclouen estructures materials, financeres i d'informació. Per tant, és més correcte parlar de les tecnologies CALS en logística.

La principal diferència d'aquest enfocament és crear un sistema de gestió que no automatitzi determinats tipus de treball, funcions i tasques, sinó que permeti formalitzar tots els processos de l'empresa: disseny, producció, subministrament, vendes, després -servei de vendes.

Història de la creació

En termes generals, la tecnologia CALS és el procés de creació d'un únic espai d'informació en un únic sistema de suport del cicle de vida del producte. Amb el desenvolupament dels sistemes de producció, es va fer necessari desenvolupar mecanismes i procediments per a l'intercanvi ràpid de dades entre diversos subjectes de les relacions de producció en les diferents etapes d'ús dels productes.

Inicialment, aquest concepte es va implementar a l'exèrcit nord-americà per reduir la quantitat de paperassa, augmentar l'eficiència dels comentaris entre clients i proveïdors d'armes i municions, millorar la gestió del sistema i reduir els costos generals de l'àrea d'informació. La pròpia abreviatura CALS significava "Computer Supply Support".

Tenint una eficiència raonable (segons dades experimentals, la productivitat laboral ha augmentat notablement i les pèrdues d'explotació han disminuït), amb el temps, les tecnologies CALS i els sistemes CALS han ampliat notablement el seu camp d'activitat. Diverses branques dels sectors de l'enginyeria mecànica, la construcció i el transport, l'àrea de desenvolupament de projectes d'indústries d' alta tecnologia. A més, si inicialment l'aplicació es limitava a la producció i explotació, ara el concepte era vàliden totes les etapes del cicle de vida del producte, des de l'anàlisi del mercat fins al procés d'eliminació per motius físics o obsolescències.

Avui, l'ús de les tecnologies CALS s'ha convertit en una estratègia transnacional per a la gestió de processos electrònics sense paper a diversos nivells del cicle de vida del producte. Hi ha diverses desenes d'organitzacions que coordinen aspectes del desenvolupament d'aquests sistemes a nivell de diversos estats i aliances (per exemple, l'Aliança de l'Atlàntic Nord).

Un breu resum

Els principis principals de les tecnologies CALS es basen en el control i l'organització de les etapes d'existència del producte. Aquests inclouen:

• assegurar la gestió del sistema (ús d'espais d'informació especials);
• minimització de costos en totes les etapes;
• ús de mecanismes estàndard per descriure objectes gestionats (integració de fluxos d'informació);
• diferenciació d'elements del programa en funció de l'ús d'estàndards comuns (interfícies de dades i accés) i l'ús de plataformes amb caràcter comercial;
• representació de la informació sense paper amb la prioritat d'utilitzar una signatura electrònica;
• enginyeria associada de tots els processos;
• ajust i millora contínua per tal de crear un model de gestió òptim.

Crear un pla d'informació implica resoldre un problema a dos nivells:

• automatització d'elements individuals de producció i formació de fluxos de gestió d'informació relacionatsdades;
• composició de diversos blocs d'informació (que, a més d'obtenir un entorn d'informació homogeni, també garanteix la composició de l'estratègia global de l'empresa).

El desenvolupament puntual i continu de les tecnologies CALS és una condició necessària per al desenvolupament tècnic del sistema de producció.

Els avantatges d'un entorn integrat inclouen:

• protegir les dades al llarg del temps (garantir la integritat);
• oferir accés a la informació a tots els participants del projecte, independentment de la seva posició a l'espai;
• minimitzar la pèrdua de dades;
• flexibilitat del sistema per respondre als ajustos realitzats (els canvis estan disponibles gairebé a l'instant a tot el sistema);
• augment del rendiment de processament;
• Disseny i plataformes de suport potents i diverses.

Avantatges de la tecnologia CALS en enginyeria mecànica

Les perspectives d'ús de CALS a les empreses industrials es troben en la formació d'un entorn organitzatiu i d'informació especialitzat que permeti:

• augmentar significativament el nivell de cooperació entre diferents indústries a causa dels estàndards uniformes de processament de la informació;
• reduir la influència de la ubicació territorial de les empreses i, per tant, limitar la influència de les distàncies en l'efectivitat de la interacció;
• crear elements de producció virtual que us permetin controlar el disseny, la producció i el funcionament dels productes a nivell de tasques pràctiques individuals;
• protegir els resultats del treball basat encontinuïtat dels resultats del treball en totes les etapes del cicle de vida del producte;
• optimitzar els costos reduint la paperassa;
• utilitzar la "transparència" dels processos de gestió i control, gràcies al desenvolupament de models integrats;
• crear un suport d'informació potent per a totes les etapes del cicle de producció;
• crear un sistema d'estandardització d'informació de producte comú;
• garantir el nivell de qualitat del producte necessari.

L'aplicació dels fonaments de les tecnologies CALS és extremadament important per mantenir el nivell de desenvolupament de l'empresa amb les tendències modernes en l'àmbit industrial internacional.

Enfocaments generals per crear una infraestructura d'informació

El principal mecanisme per al disseny i posterior adaptació dels productes a la producció en sèrie és la preparació tècnica de la producció. Com a regla general, s'implementa en tres etapes principals: desenvolupament del disseny i documentació gràfica, desenvolupament tecnològic i preparació del sistema de producció, així com l'elecció del disseny òptim i les opcions tecnològiques des del punt de vista de l'eficiència econòmica. Aquest procediment, des del moment en què es va utilitzar a les empreses de defensa de l'URSS a mitjans dels anys 60, s'ha familiaritzat amb els sistemes del sector civil. Gràcies al seu ús, el temps de disseny i preparació per al funcionament de noves estructures s'ha reduït significativament i el nivell de fiabilitat del producte s'ha més que duplicat. Al mateix temps, significatiuresultats de garantia de qualitat.

La tecnologia informàtica moderna disposa d'eines i enfocaments que permeten consolidar totes les dades de producció i presentar-les en forma de model electrònic. Això facilita l'anàlisi d'enginyeria, la creació de diverses especificacions de disseny (tecnològics), l'elaboració de manuals tècnics i catàlegs de solucions tècniques ja fetes. Les tecnologies d'informatització CALS, FDI són una tendència general en el desenvolupament de sistemes de disseny de producció.

Àrees de recerca

Exemples de tecnologies CALS són mètodes de disseny de producció digital que donen suport a la gestió del cicle de vida del producte (Gestió del cicle de vida del producte): els anomenats sistemes PLM.

Aquests inclouen les classes de sistemes següents:

• CAD - (Disseny assistit per ordinador) - resolució de problemes de disseny de productes i elements; modelatge d'objectes en un pla (model 2D) i en l'espai (model 3D); mitjans per obtenir dibuixos; arxius de dades sobre elements estructurals i creació de plantilles de documents.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - estudi de les propietats dels objectes (durant la fabricació i el funcionament); creació de sistemes de verificació per a l'anàlisi de l'objecte segons el model desenvolupat; optimització dels paràmetres de l'objecte segons les condicions i restriccions especificades.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programació de controladors de màquines CNC; estudi de les opcions de trajectòria de l'eina segons els algorismes de la superfície mecanitzada; anàlisi de conflictes geomètrics; adaptació a l'equip.
• PDM -(Gestió de dades de producte) - emmagatzematge de dades i control de documentació; crear un arxiu de mostres; garantir l'accés a la informació i la seva protecció.

Gestió de recursos empresarials

Una altra funció important dels mètodes computacionals és la gestió en temps real de diversos recursos i fluxos empresarials: logística, finançament, emmagatzematge, personal, planificació i màrqueting. Els sistemes que implementen les tasques anteriors s'anomenen sistemes ERP (Enterprise Resource Planning - gestió de recursos empresarials).

Aquests sistemes representen una nova metodologia per gestionar les tecnologies CALS, que implementa la funcionalitat requerida basada en una infraestructura d'informació especial.

Les funcions típiques d'aquesta classe de productes de programari inclouen:

• creació i control de diverses especificacions (permet determinar el producte final, tenir en compte tots els recursos necessaris per a la producció);
• gestió de vendes (previsió de vendes de productes basada en plans de vendes);
• anàlisi de la necessitat de materials (determinació de la mida dels lots i terminis de lliurament, grups específics de matèries primeres i components);
• organització d'activitats d'adquisició (formació de contractes de subministrament, optimització de les activitats de magatzem de l'empresa);
• planificació de la utilització de les capacitats de producció (tant a nivell de tota l'empresa com de tallers o llocs de treball individuals);
• control dels recursos financers (comptabilitati auditoria financera).

Tingueu en compte que les tecnologies CALS presentades són la base conceptual del suport d'informació per al cicle de vida de la creació i funcionament dels productes. La qual cosa mostra la seva màxima eficiència quan els dos sistemes (PLM i ERP) es fusionen.

Ús del sistema

Les CALS-tecnologies són, en primer lloc, un mètode de suport d'informació als processos empresarials, que ha trobat la seva aplicació en diferents àmbits de l'activitat productiva. L'eficàcia de la seva difusió i ús es basa en el desenvolupament sistemàtic d'un entorn d'informació adequat. Per aconseguir aquest objectiu, una condició necessària és l'ús d'enfocaments compositius especials per a la formació de nous sistemes de suport.

Un exemple d'aquesta empresa al mercat rus és el Centre de Recerca de Tecnologies CALS "Logística Aplicada". Les principals tasques de l'empresa es troben en el pla de plataformes progressives i estàndards per al seu ús. Les principals activitats són: la implementació del seguiment operatiu de diverses dades de disseny i minimització de les pèrdues de producte.

Centre de recerca de tecnologies CALS - desenvolupador de diverses plataformes d'autor conegudes. Fem-ne una breu ressenya.

Classe d'aplicació PDM

Representa una font de dades basada en models que estan formalitzats per normes ISO internacionals especials.

Les funcions més habituals inclouen:

• control de la informació sobre les propietats principals de les estructures;
• dispositiu de recerca per acanvis posteriors al sistema;
• anàlisi del compliment dels principis logístics;
• recollida de dades sobre els paràmetres del component de qualitat dels productes;
• controlar operacions de matriu;
• garantir la interacció dels conjunts d'elements (CAD-CAM, etc.).

Com podeu veure, l'ús de les tecnologies CALS proporciona un control total del producte a nivell de l'element base del disseny.

Funcions addicionals:

• operació i control de llistes de classificadors (bancs de dades de referència);
• gestió de la informació de fabricació;
• gestionar els paràmetres del producte en temps real;
• desenvolupament de diagrames d'arbre de l'estructura variable dels productes;
• treballar amb patrons d'estructures segons les opcions anteriors;
• anàlisi de les característiques dels elements mitjançant diversos indicadors;
• disseny del producte amb documentació: models, dibuixos, informació textual, taules de dades;
• treballar amb arxius;
• formació d'especificacions i declaracions;
• gestió de dades de processos tecnològics, equips, eines;
• detall de tecnologia de fabricació (rutes, operacions, transicions);
• anàlisi de la interacció de les etapes tecnològiques amb l'element base del disseny;
• determinació de les taxes de consum de diversos recursos del sistema;
• visualització d'elements de tecnologia per a l'obtenció d'una eina;
• canviar el control mitjançant mètodes de processament;
• gestió d'operacions;
• ofereix accés a les dades;
• conciliació de dades per correu electrònicsignatures;
• control de qualitat;
• garantir el funcionament del motor de cerca intel·ligent;
• variabilitat dels tipus de visualització, etc.

Com podeu veure, el nombre i el contingut de les funcions és suficient per obtenir informació completa per a una anàlisi completa del procés en qüestió.

Creador de guies tècniques

Treballar amb documentació sobre el funcionament de sistemes complexos. Es basa en requisits internacionals que regulen les qüestions de suport logístic dels productes. La idea clau de l'estàndard és treballar amb un conjunt d'unitats d'informació. El concepte principal és la modularitat de la documentació. La informació es fragmenta mitjançant codis especials. Àmbit: qualsevol tipus de transport, equipament militar, equipament.

S'ofereix una adaptació flexible a les condicions canviants. El complex és adequat tant per a empreses matrius com per a empreses relacionades (fabricants de materials, components).

Suite LSA

És un conjunt de procediments que implementa el suport logístic dels sistemes de producció a temps. Permet resoldre una sèrie de tasques, com ara determinar la fiabilitat de la criticitat de les avaries, crear un model funcional de manteniment, determinar el nombre necessari de peces de recanvi.

ATLAS

Una plataforma especialitzada dissenyada específicament per al tractament de dades sobre el funcionament dels sistemes tècnics d'aviació. La seguretat especificada està assegurada mitjançant un seguiment constant de l'estat. L'anàlisi realitzada i les actualitzacions posteriors permeten fer-ho de manera significativaestalvi de costos.

Exemples d'ús

Les tecnologies CALS a Rússia són utilitzades per moltes empreses nacionals, tant del sector civil com militar. La documentació electrònica s'utilitza per a molts productes. Per exemple, en l'aviació per a avions, helicòpters, motors d'avions i components. A més, s'està desenvolupant sistemes de navegació, comunicacions telefòniques i radiofòniques i sistemes de control. S'utilitzen en el disseny i desenvolupament d'equips d'automoció. Els elements del sistema s'utilitzen a la planta mecànica de Voronezh, la corporació estatal "Rosatom", la central nuclear "Aerosila", l'OJSC "Ferrocarrils russos" i altres. Com podeu veure, els exemples de tecnologia CALS són força diversos.

Conclusió

La gestió de les tecnologies CALS és una tasca actual i moderna a què s'enfronten les organitzacions. En l'era de la informatització total, la presència d'espais d'informació locals i globals és una estratègia de desenvolupament clau. Els estàndards CALS, basats en una varietat de sistemes de programari, són la base per a la creació de productes moderns d' alta tecnologia produïts per sistemes de producció automatitzats.

Ha arribat el moment d'elements fonamentalment nous de l'organització de la producció, que es basen en processos de gestió d'extrem a extrem i en la introducció de llocs de treball automatitzats en l'entorn de disseny i tecnològic. I encara que la transició d'equips tecnològics obsolets a màquines-eina amb control numèric iels centres de mecanitzat multieix (i totes aquestes són tecnologies CALS) requereixen uns costos intel·lectuals, materials i financers enormes, totes les empreses que vulguin complir amb l'esperit dels temps han d'anar per aquest camí.