CALS-tecnologias são Conceito e definição, finalidade de aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Na história do desenvolvimento dos sistemas de produção industrial, ocorreram eventos que criaram os pré-requisitos para um s alto revolucionário na tecnologia. E pelo fato de sua existência, levaram a uma mudança na aparência não só das empresas onde eram realizados processos inovadores, mas também de todo o mundo. A criação da primeira máquina a vapor foi o impulso inicial para o surgimento de máquinas e mecanismos tecnológicos, que cem anos depois se transformaram em equipamentos modernos para a fabricação de produtos. A descoberta da indução eletromagnética tornou-se a base de uma nova base elementar, desde a construção das primeiras baterias recarregáveis até os modernos computadores, telefones e a parte elétrica de diversos aparelhos. A introdução das primeiras linhas de montagem de automóveis por Henry Ford definiu a tendência para grandes empresas nas próximas décadas. Os métodos e conceitos de "Manufatura Enxuta" da Toyota tornaram possível a criação de sistemas flexíveis e sob medida com consumo mínimo de recursos e máxima qualidade do produto. Na verdade, estamos falando de revoluções industriais no campo da produção e prestação de serviços.

Desenvolvimento intensivo da informaçãotecnologias nas áreas de comunicação e comunicação, projetando sistemas complexos e desenvolvendo novas tecnologias de gestão da informação criaram os pré-requisitos para o surgimento das seguintes inovações - estas são tecnologias CALS.

Relevância da aplicação

Hoje, não há praticamente nenhum tipo de atividade humana sem o uso dos resultados do desenvolvimento da informação. Medicina, indústria leve e pesada, indústria de jogos, atividades científicas e inovadoras - vários produtos de software facilitam os processos e muitas vezes são seu elemento crítico.

O aprofundamento da informatização das esferas de atividade das empresas industriais é hoje uma condição importante para o sucesso do desenvolvimento da economia. Processos de engenharia inteligentes, processos automatizados para gerenciar as atividades de produção de uma empresa, juntamente com seu reequipamento técnico e a criação de processos tecnológicos computadorizados inovadores, permitem em grande medida formar uma produção intensiva de recursos otimizados com total divulgação do potencial industrial.

Métodos e abordagens progressivas de gestão da produção que surgiram nas últimas décadas são geralmente chamados de tecnologias logísticas. Isso se deve ao fato de que a logística explora e forma diversos fluxos nas atividades produtivas e organizacionais, que incluem estruturas materiais, financeiras e de informações. Portanto, é mais correto falar sobre tecnologias CALS em logística.

A principal diferença desta abordagem é criar um sistema de gestão que automatize não determinados tipos de trabalho, funções e tarefas, mas permita formalizar todos os processos da empresa - design, produção, fornecimento, vendas, pós-venda -serviço de vendas.

História da Criação

Em termos gerais, a tecnologia CALS é o processo de criação de um único espaço de informação em um único sistema de suporte ao ciclo de vida do produto. Com o desenvolvimento dos sistemas de produção, tornou-se necessário desenvolver mecanismos e procedimentos para a troca rápida de dados entre os diversos sujeitos das relações de produção em diferentes fases do uso dos produtos.

Inicialmente, esse conceito foi implementado nas forças armadas dos EUA para reduzir a quantidade de papelada, aumentar a eficiência do feedback entre clientes e fornecedores de armas e munições, melhorar a gerenciabilidade do sistema e reduzir os custos gerais da área de informação. A abreviatura CALS significava "Computer Supply Support".

Tendo uma eficiência razoável (de acordo com dados experimentais, a produtividade do trabalho aumentou significativamente e as perdas operacionais diminuíram), ao longo do tempo, as tecnologias CALS e os sistemas CALS expandiram significativamente seu campo de atividade. Vários ramos dos setores de engenharia mecânica, construção e transporte, área de desenvolvimento de projetos de indústrias de alta tecnologia. Além disso, se inicialmente a aplicação se limitava à produção e operação, agora o conceito era válidoem todas as etapas do ciclo de vida do produto - desde a análise de mercado até o processo de descarte por motivos físicos ou obsolescência.

Hoje, o uso de tecnologias CALS tornou-se uma estratégia internacional para gerenciamento de processos eletrônicos sem papel em vários níveis do ciclo de vida do produto. Existem várias dezenas de organizações coordenando aspectos do desenvolvimento desses sistemas em nível de vários estados e alianças (por exemplo, a Aliança do Atlântico Norte).

Um breve resumo

Os princípios fundamentais das tecnologias CALS baseiam-se no controlo e organização das fases de existência do produto. Estes incluem:

• garantir a gestão do sistema (uso de espaços especiais de informação);
• minimização de custos em todas as etapas;
• uso de mecanismos padrão para descrição de objetos gerenciados (integração de fluxos de informações);
• diferenciação de elementos de programa com base no uso de padrões comuns (dados e interfaces de acesso) e no uso de plataformas em caráter comercial;
• representação de informações sem papel com prioridade de uso de assinatura eletrônica;
• engenharia associada de todos os processos;
• ajuste e aprimoramento contínuos para criar um modelo de gestão ideal.

Criar um plano de informação envolve resolver um problema em dois níveis:

• automação de elementos individuais de produção e formação de fluxos de gerenciamento de informações relacionadosdados;
• composição de vários blocos de informação (que, além de obter um ambiente informacional homogêneo, também garante a composição da estratégia global da empresa).

O desenvolvimento oportuno e contínuo das tecnologias CALS é uma condição necessária para o desenvolvimento técnico do sistema de produção.

Os benefícios de um ambiente integrado incluem:

• proteger os dados ao longo do tempo (garantir a integridade);
• fornecer acesso a informações para todos os participantes do projeto, independentemente de sua posição no espaço;
• minimizando a perda de dados;
• flexibilidade do sistema para responder aos ajustes realizados (as alterações estão disponíveis quase que instantaneamente em todo o sistema);
• aumentando a taxa de processamento;
• Design poderoso e diversificado e plataformas de suporte.

Vantagens da tecnologia CALS na engenharia mecânica

As perspectivas para o uso de CALS em empresas industriais residem na formação de um ambiente organizacional e de informação especializado que permita:

• aumentar significativamente o nível de cooperação entre diferentes indústrias devido a padrões uniformes de processamento de informações;
• reduzir a influência da localização territorial dos empreendimentos e, assim, limitar a influência das distâncias na eficácia da interação;
• criar elementos de produção virtual que permitem controlar o design, produção e operação de produtos ao nível de tarefas práticas individuais;
• proteja os resultados do trabalho com base emcontinuidade dos resultados do trabalho em todas as fases do ciclo de vida do produto;
• otimize custos reduzindo a burocracia;
• usar a "transparência" dos processos de gestão e controle, graças ao desenvolvimento de modelos integrados;
• criar um poderoso suporte de informações para todas as etapas do ciclo de produção;
• criar um sistema comum de padronização de informações de produtos;
• garantir o nível exigido de qualidade do produto.

A aplicação dos fundamentos das tecnologias CALS é de extrema importância para manter o nível de desenvolvimento do empreendimento com as tendências modernas no cenário industrial internacional.

Abordagens gerais para criar infraestrutura de informação

O principal mecanismo de concepção e posterior adaptação dos produtos à produção em série é a preparação técnica da produção. Como regra, é implementado em três etapas principais - desenvolvimento de design e documentação gráfica, desenvolvimento de tecnologia e preparação do sistema de produção, bem como a escolha de opções ideais de design e tecnologia do ponto de vista da eficiência econômica. Esse procedimento, a partir do momento em que foi utilizado nas empresas de defesa da URSS em meados dos anos 60, tornou-se familiar aos sistemas do setor civil. Graças ao seu uso, o tempo de projeto e preparação para operação de novas estruturas foi significativamente reduzido e o nível de confiabilidade do produto mais que dobrou. Ao mesmo tempo, significativaresultados de garantia de qualidade.

A informática moderna possui ferramentas e abordagens que permitem consolidar todos os dados de produção e apresentá-los na forma de um modelo eletrônico. Isso facilita a análise de engenharia, a criação de várias especificações de projeto (tecnológicas), o desenvolvimento de manuais técnicos e catálogos de soluções técnicas prontas. As tecnologias de informatização CALS, FDI são uma tendência geral no desenvolvimento de sistemas de design de produção.

Áreas de pesquisa

Exemplos de tecnologias CALS são métodos de design de produção digital que suportam o gerenciamento do ciclo de vida do produto (Product LifecycleManagement) - os chamados sistemas PLM.

Incluem as seguintes classes de sistemas:

• CAD - (Computer Aided Design) - resolução de problemas de projeto de produtos e elementos; modelagem de objetos no plano (modelo 2D) e no espaço (modelo 3D); meios de obtenção de desenhos; arquivos de dados sobre elementos estruturais e criação de templates de documentos.
• CAE - (Computer Aided Engineering) - estudo das propriedades dos objetos (durante a fabricação e operação); criação de sistemas de verificação para análise do objeto de acordo com o modelo desenvolvido; otimização dos parâmetros do objeto de acordo com as condições e restrições especificadas.
• CAM - (Computer Aided Manufacturing) - programação de controladores de máquinas CNC; estudo das opções de trajetória da ferramenta de acordo com os algoritmos da superfície usinada; análise de conflitos geométricos; encaixe no equipamento.
• PDM -(Product Data Management) - armazenamento de dados e controle de documentação; criar um arquivo de amostras; garantindo o acesso à informação e sua proteção.

Gestão de recursos empresariais

Outra função importante dos métodos computacionais é o gerenciamento em tempo real de vários recursos e fluxos empresariais - logística, financeiro, armazenamento, pessoal, planejamento e marketing. Os sistemas que implementam as tarefas acima são chamados de sistemas ERP (Enterprise Resource Planning - gerenciamento de recursos empresariais).

Tais sistemas representam uma nova metodologia de gerenciamento de tecnologias CALS, que implementa a funcionalidade necessária com base em uma infraestrutura de informação especial.

As funções típicas desta classe de produtos de software incluem:

• criação e controle de diversas especificações (permite determinar o produto final, levando em consideração todos os recursos necessários para produção);
• gestão de vendas (previsão de vendas de produtos com base nos planos de vendas);
• análise da necessidade de materiais (determinação do tamanho dos lotes e prazos de entrega, grupos específicos de matérias-primas e componentes);
• organização das atividades de compras (formação de contratos de fornecimento, otimização das atividades de almoxarifado do empreendimento);
• planejamento da utilização das capacidades de produção (no nível de toda a empresa e oficinas ou empregos individuais);
• controle de recursos financeiros (contabilidadee auditoria financeira).

Observe que as tecnologias CALS apresentadas são a base conceitual de suporte da informação para o ciclo de vida da criação e operação dos produtos. O que mostra sua máxima eficiência quando ambos os sistemas (PLM e ERP) se fundem.

Uso do sistema

As CALS-tecnologias são, antes de mais, um método de suporte de informação aos processos de negócio, que tem encontrado a sua aplicação em diversas áreas da atividade produtiva. A eficácia da sua divulgação e utilização baseia-se no desenvolvimento sistemático de um ambiente de informação adequado. Para atingir esse objetivo, uma condição necessária é o uso de abordagens composicionais especiais para a formação de novos sistemas de suporte.

Um exemplo de tal empresa no mercado russo é o Centro de Pesquisa para tecnologias CALS "Logística Aplicada". As principais tarefas da empresa estão no plano de plataformas progressivas e padrões para seu uso. As principais atividades são: a implementação de monitoramento operacional de diversos dados de projeto e minimização de perdas de produtos.

Centro de Pesquisa para tecnologias CALS - desenvolvedor de várias plataformas de autoria bem conhecidas. Vamos fazer uma breve revisão deles.

classe de aplicação PDM

Representa uma fonte de dados baseada em modelos que são formalizados por normas ISO internacionais especiais.

As características mais comuns incluem:

• controle de informações sobre as principais propriedades das estruturas;
• dispositivo de pesquisa para alterações subsequentes do sistema;
• análise do cumprimento dos princípios logísticos;
• coleta de dados sobre os parâmetros do componente de qualidade dos produtos;
• operações de array de controle;
• garantir a interação dos conjuntos de elementos (CAD-CAM, etc.).

Como você pode ver, o uso de tecnologias CALS fornece controle total do produto ao nível do elemento base do projeto.

Recursos adicionais:

• operação e controle de listas de classificadores (bancos de dados de referência);
• gestão de informações de fabricação;
• gerenciar parâmetros do produto em tempo real;
• desenvolvimento de diagramas em árvore da estrutura variável dos produtos;
• trabalhando com padrões de estruturas de acordo com as opções anteriores;
• análise das características dos elementos por diversos indicadores;
• layout do produto com documentação: modelos, desenhos, informações textuais, tabelas de dados;
• trabalhando com arquivos;
• formação de especificações e declarações;
• gerenciamento de dados de processos tecnológicos, equipamentos, ferramentas;
• detalhamento da tecnologia de fabricação (rotas, operações, transições);
• análise da interação das etapas da tecnologia com o elemento base do projeto;
• determinação das taxas de consumo dos diversos recursos do sistema;
• visualização de elementos de tecnologia para obtenção de uma ferramenta;
• mude o controle por métodos de processamento;
• gerenciamento de operações;
• fornecendo acesso aos dados;
• reconciliação de dados por e-mailassinaturas;
• controle de qualidade;
• garantindo o funcionamento do mecanismo de busca inteligente;
• variabilidade dos tipos de exibição, etc.

Como você pode ver, o número e o conteúdo das funções são suficientes para obter informações abrangentes para uma análise completa do processo em questão.

Construtor de Guias Técnicos

Trabalhar com documentação referente a operação de sistemas complexos. Baseia-se em requisitos internacionais que regulamentam as questões de apoio logístico aos produtos. A ideia chave do padrão é trabalhar com um conjunto de unidades de informação. O conceito principal é a modularidade da documentação. A informação é fragmentada usando códigos especiais. Escopo - qualquer tipo de transporte, equipamento militar, equipamento.

É fornecida uma adaptação flexível às mudanças de condições. O complexo é adequado para empresas-mãe e empresas relacionadas (fabricantes de materiais, componentes).

LSA Suite

É um conjunto de procedimentos que implementa o suporte logístico dos sistemas de produção no tempo. Permite resolver uma série de tarefas, como determinar a confiabilidade da criticidade de falhas, criar um modelo funcional de manutenção, determinar o número necessário de peças de reposição.

ATLAS

Uma plataforma especializada projetada especificamente para o processamento de dados sobre a operação de sistemas técnicos de aviação. A segurança especificada é garantida pelo monitoramento constante do estado. A análise realizada e as atualizações posteriores permitemeconomia de custos.

Exemplos de uso

As tecnologias CALS na Rússia são usadas por muitas empresas domésticas, tanto no setor civil quanto no militar. A documentação eletrônica é usada para muitos produtos. Por exemplo, na aviação para aeronaves, helicópteros, motores e componentes de aeronaves. Além disso, está em andamento o desenvolvimento de sistemas de navegação, comunicações telefônicas e de rádio e sistemas de controle. Eles são usados no projeto e desenvolvimento de equipamentos automotivos. Elementos do sistema são usados na Usina Mecânica Voronezh, a corporação estatal "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Russian Railways" e outros. Como você pode ver, os exemplos de tecnologia CALS são bastante diversos.

Conclusão

A gestão de tecnologias CALS é uma tarefa atual e moderna das organizações. Na era da informatização total, a presença de espaços de informação locais e globais é uma estratégia chave de desenvolvimento. Os padrões CALS, baseados em uma variedade de sistemas de software, são a base para a criação de produtos modernos de alta tecnologia produzidos por sistemas de produção automatizados.

Chegou a hora de elementos fundamentalmente novos da organização da produção, que se baseiam em processos de gerenciamento de ponta a ponta e na introdução de locais de trabalho automatizados no ambiente de design e tecnológico. E embora a transição de equipamentos tecnológicos ultrapassados para máquinas-ferramentas com controle numérico ecentros de usinagem multi-eixos (e todas são tecnologias CALS) exigem enormes custos intelectuais, materiais e financeiros, todas as empresas que desejam atender ao espírito dos tempos devem seguir esse caminho.