Информационная поддержка жизненного цикла реферат
Обновлено: 03.07.2024
Компании, выпускающие сложную, наукоемкую продукцию, стремятся обеспечить непрерывную информационную поддержку всех этапов жизненного цикла изделия. Под жизненным циклом изделия (Product Life (или Live) Management - PLM) подразумевают совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния изделия от технико-экономического обоснования формирования исходных требований к нему, дизайнерской проработки, конструкторской и технологической подготовки производства, ее изготовления, выпуска на рынок, сервисного обслуживания до окончания эксплуатации и утилизации.
Определенная часть производителей имеют значительные материальные затраты на техническое обслуживание в период действия гарантии. Избежать этого позволяет использование опыта, накопленного в данной области. Включение технического обслуживания в систему управления жизненным циклом изделий представляет собой большой потенциал для компаний.
Технология управления жизненным циклом изделия в основном применяется по отношению к сложной наукоемкой продукции высокотехнологичных предприятий. Полная автоматизация всех работ, связанных с жизненным циклом изделия, способствует снижению временных и материальных затрат на проектирование и изготовление выпускаемой продукции, сокращает время выпуска новых продуктов на рынок, обеспечивает повышение их качества.
В полное PLM-решение, по современным представлениям, входят CAD-CAM-CAE-PDM системы, которые связаны с проектированием изделия, технической подготовкой производства, с организацией планирования и моделирования производственных процессов, а также системы индустриального дизайна (Computer-Aided Inductrial Design — CAID), цифрового производства (Digital Manufacturing — DM), поддержки эксплуатации, обслуживания и ремонта изделия (Maintenance, Repair and Operations or Overhaul — MRO). Основу управления жизненным циклом изделий составляет общекорпоративная информационная система управления. В целях объединения информации об объекте в течение всего его жизненного цикла разработаны специальные средства накопления, обработки и распространения информации.
По мнению аналитиков, эффективная организация управления жизненным циклом изделия должна помочь предприятию быстрее организовать выпуск новой продукции, обеспечить рост его доходов за счет многократного использования проектов и замены физического моделирования на виртуальное, улучшить качество продукции, ускорить выход ее на рынок.
Чтобы добиться преимуществ перед конкурентами, на разных этапах жизненного цикла изделия, необходимо выполнить следующие работы:
• задать модификации изделия, управлять ими, отслеживать и повторно использовать их на протяжении жизненного цикла изделия;
• синхронизировать процессы, требующие участия поставщиков и их доступа к той части информации об изделии, которая необходима для выполнения совместных работ;
• обеспечивать взаимодействие конструкторов, технологов и производственников.
Концепция управления жизненным циклом изделия была предложена в 2000 г. альянсом IBM/Dassault Systems. В последние годы она регулярно рассматривается в печати и на многих международных конференциях, что сыграло важную роль в популяризации этой технологии. В целях объединения информации об объекте в течение всего его жизненного цикла разработаны специальные средства накопления, обработки и распространения информации.
PLM-архитектура базируется на трех составляющих:
• инженерная — управление жизненным циклом изделия;
• производственная — управление процессами и ресурсами;
• обслуживания — работа с данными, хранящимися в определённых спецификациях, используемых на различных стадиях жизненного цикла.
Инженерная составляющая связана с технической подготовкой производства, производственная — с организацией планирования и моделирования производственных процессов. В совокупности все три составляющие отвечают за то, как спроектировано, изготовлено и как обслуживается конкретное изделие.
Упрощенная схема движения документов, предназначенных для решения конструкторских, расчетных и технологических задач с использованием ЛОЦМАН:РLМ, приведена на рис. 7.10.
Вариант маршругизации документа в процессе его согласования и утверждения, его размещение в разделе архива и рабочая группа, которая будет иметь к этому документу доступ, могут быть заданы при создании документа (рис. 7.11).
Отечественные нормативные документы по этой теме приведены ниже:
• Р 50.1.029—2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению.
• Р 50.1.030-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Требования к логической структуре базы данных.
САПР САТ1А предлагает систему управления жизненным циклом изделия SMARTEAM. Устанавливая бизнес-совместимость производителей и покупателей, SMARTEAM улучшает структуру и организацию данных об изделии, упрощает методы и процессы, позволяет безопасно работать с партнерами.
По опубликованным данным внедрение систем PLM и PDM позволяет улучшить следующие показатели:
• сократить сроки проведения изменений на 40 %;
• уменьшить длительность этапа подготовки опытных образцов на 15—30 %;
• сократить время подготовки производства на 40 %;
• увеличить производительность в проектировании на 25 %;
• уменьшить время разработки изделия на 75 %;
• уменьшить время согласования отдельных этапов проекта примерно на 80 %;
• уменьшить расходы и сократить время поставок;
• контроль выполнения поставленных целей;
• снизить себестоимость изделия за счет повторного использования проектных решений;
• значительно уменьшить время поиска необходимой информации.
Широкому внедрению технологии PLM препятствует то, что информация о жизненном цикле изделия записывается в разные часто несовместимые системы и в большинстве случаев ее сложно интегрировать в единую среду.
Рынок САПР/PLM, несмотря на все сложности процесса внедрения PLM-систем, демонстрирует устойчивую динамику роста на протяжении последних нескольких лет. Поданным широко известной консалтинговой фирмы CIMdata, Inc., в 2006 г. этот рынок достиг объема в 20.1 млрд. долларов, к 2010 г. он приблизится к 30 млрд долларов. В России доля продаж продуктов PLM составляет около 5 % продаж САПР, а за рубежом — около 25 %. Это объясняется низким уровнем автоматизации проектирования.
система управления инженерными данными об изделии(product data management system): информационная система, обеспечивающая накопление, хранение и сопровождение данных и документов об изделии, а также их предоставление заинтересованным лицами в соответствии с заданными правами доступа
Многообразие процессов в ходе ЖЦ и необходимость интенсификации требуют активного информационного взаимодействия субъектов, участвующих в ЖЦ продукции. С ростом числа участников растет объем используемой и передаваемой информации. В таблице 2 показан обмен информацией об изделии, процессах и используемых ресурсах в ходе ЖЦ продукции.
Обмен информацией об изделии, процессах и используемых ресурсах в ходе ЖЦ продукции
| Субъекты ЖЦ продукции | Стадии ЖЦ продукции | |||||
| Маркетинг | Проектиро-вание продукции | Закупки, производство | Упаковка и хранение | Реализация | Эксплуа-тация | |
| Заказчик | ИП | |||||
| Разработчик | ИП | ИПР | ИП | ИП | ИП | ИПР |
| Производитель | ИПР | ИПР | ИПР | |||
| Дистрибьютер | ИПР | |||||
| Потребитель | ИПР | |||||
| Поставщик | ИПР | ИПР | ИПР | ИПР | ||
| Сервисные организации | ИПР |
И – данные об изделии;
П – данные о процессах;
Р – данные об используемых ресурсах.
Д.В. Арутюнова
Инновационный менеджмент
Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2014. – 152 с.
Управление ЖЦ продукции – это интеграция набора информационных и организационно-управленческих стратегий и инструментов для обеспечения организации деятельности всех участников ЖЦ с целью достижения оптимальных значений по ключевым показателям ЖЦ – длительности ЖЦ, стоимости ЖЦ, надёжности и качества изделий. Для каждого процесса ЖЦ должны рассчитываться количественные оценки эффекта и затрат, оцениваться факторы риска, внедряться методы реинжиниринга для повышения качества изделий и минимизации совокупной стоимости ЖЦ изделия.
Таким образом, в качестве объектов управления ЖЦ необходимо выделить следующие элементы:
- с точки зрения создания объекта техники: надежность, эксплуатационная технологичность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость, безотказность изделия, контролепригодность;
- с экономической точки зрения:получение прибыли от эксплуатации (или уменьшения расходов при производстве и эксплуатации изделий ВВСТ), минимизация затрат на постпродажное обслуживание; технико-экономическая и эксплуатационно-экономическая эффективность изделий; минимизация совокупной стоимости ЖЦ продукции.
С одной стороны, при создании системы управления ЖЦ (СУЖЦ) главный акцент делается на разработку трех основных информационных составляющих:
1. Единая информационная модель (ЕИМ) изделия, включающая описание состава и структуры ЖЦ изделия и состав информации об изделии. Обязательно в ЕИМ должна входить и информация о фактическом состоянии изделия на каждой из стадий ЖЦ.
2. Единое информационное пространство (ЕИП) – инструментарий, с помощью которого создается и управляется ЕИМ изделия.
3. Организационно-функциональная модель (ОФМ) – мероприятия и правила создания целостной системы организации процессов ЖЦ – от получения заказа на разработку изделия до организации полной поддержки эксплуатации и утилизации продукции.
С другой стороны, СУЖЦ – это реализация управленческой стратегии координации деятельности участников ЖЦ в промышленности, целью которой является создание современной конкурентоспособной наукоемкой высокотехнологичной продукции на основе:
· внедрения идеологии неразрывного исследования и анализа процессов проектирования, производства и эксплуатации продукции;
· перехода к концепции интегрированной логистической поддержки как ключевого инструмента для обеспечения надежности объектов техники и минимизации затрат их ЖЦ;
· постоянного мониторинга и контроля плановых и фактических показателей эффективности процессов ЖЦ.
Для реализации этой цели в СУЖЦ должно обеспечиваться постоянное целенаправленное воздействие на конструкцию изделия, проектную и производственную среду изделия, систему поддержки эксплуатации изделия.
Такое воздействие обеспечивают базовые (т.е. необходимые к внедрению) технологии, составляющие к настоящему моменту ядро СУЖЦ.
сновные направления работ при реализации функций управления ЖЦ, формализуемые в указанных планах, представлены в таблице 2. Эти работы проводят с использованием технологий управления ЖЦ в ЕИС, объединяющей информационные ресурсы всех субъектов ЖЦ для образца ПВН определенного типа.
Таблица 2 - Функции управления ЖЦ
| Вид деятельности, исполнители | Исходные данные | Результат |
| 1 Управление требованиями | ||
| 1.1 Обоснование, детализация, нормирование и формальное описание общих и специальных требований к изделию и его СЧ с учетом их взаимосвязей. Головной исполнитель, исполнители | Общие (ОТТ) и специальные требования к ТТХ и ЭТХ | База данных требований (ОТТ, ТТХ и ЭТХ) |
| 1.2 Контроль выполнения требований на этапах и стадиях ЖЦ. Головной исполнитель, исполнители, ГЗ | БД требований к ТТХ и ЭТХ | Заключения о соответствии требованиям по направлениям |
| 2 Управление конфигурацией | ||
| 2.1 Планирование деятельности по управлению конфигурацией. Головной исполнитель, исполнители | БД требований к ТТХ и ЭТХ | Программа управления конфигурацией |
| 2.2 Идентификация конфигураций. Головной исполнитель, исполнители | Программа управления конфигурацией. Документы и данные о конструкции образца ПВН (КД и БД) | Состав объектов конфигурации |
| 2.3 Контроль конфигураций. Головной исполнитель, исполнители. ВП | Программа управления конфигурацией. БД требований к ТТХ и ЭТХ | Обеспечение соответствия конфигураций заданным требованиям |
| 2.4 Управление изменениями. Головной исполнитель, исполнители, ВП | Документы и данные об изменениях конструкции (КД и БД). Программа управления конфигурацией. БД требований к ТТХ и ЭТХ | Контроль разработки и внесения изменений в конструкцию. Поддержание целостности и достоверности конфигураций |
| 2.5 Аудит статуса конфигураций. Головной исполнитель, исполнители, ВП | Документы и данные об изменениях конструкции (КД и БД). Программа управления конфигурацией. БД требований (ТТХ и ЭТХ) | Документация и данные о фактическом статусе изменений конструкции, отступлений и отклонений от утвержденных КД, данных и требований |
| 3 Управление ЭТХ | ||
| 3.1 Планирование работ в области ИЛП. Головной исполнитель, исполнители, ГЗ, эксплуатанты, ВП | Требования к ЭТХ | КП ОТЭ |
| 3.2 Проведение АЛП и формирование БД АЛП на стадии разработки. Головной исполнитель, исполнители, ВП | Документы и данные о конструкции (КД и БД) и сценариях эксплуатации (типовых вариантах и условиях применения) | База данных АЛП, содержащая сведения об ЭТХ, СТЭ, показатели ЭЭЭ и др. |
| 3.3 Мониторинг использования на стадии эксплуатации, актуализация БД АЛП. Головной исполнитель, исполнители, эксплуатанты, ВП | КП ЭТХ. БД АЛП. Документы и данные о конструкции (КД и БД) и сценариях эксплуатации (типовых вариантах и условиях применения) | Фактические значения ЭТХ в составе актуализированной БД АЛП |
| 3.4 Разработка и выполнение мер по совершенствованию параметров СТЭ. Головной исполнитель, исполнители, ГЗ, эксплуатанты, ВП | КП ЭТХ. Фактические значения ЭТХ в составе актуализированной БД АЛП | Измененные параметры СТЭ в составе актуализированной БД АЛП |
| 3.5 Корректировка требований к ЭТХ на основе опыта использования на стадии эксплуатации. ГЗ, головной исполнитель, исполнители | КП ЭТХ. Программа управления конфигурацией. Фактические значения ЭТХ в составе актуализированной БД АЛП. БД требований к ЭТХ | Актуализированная БД требований к ЭТХ |
| 4 Управление номенклатурой устаревающих ПКИ | ||
| 4.1 Планирование работ по управлению номенклатурой устаревающих ПКИ. Головной исполнитель, исполнители, ГЗ, эксплуатанты, ВП | Документы и данные о конструкции и ее изменениях (КД и БД). Программа управления конфигурацией. КП ЭТХ. БД требований к ТТХ и ЭТХ | Концепция управления номенклатурой устаревающих ПКИ, план мероприятий |
| 4.2 Разработка и реализация мероприятий по управлению номенклатурой устаревающих ПКИ при создании ПВН. Головной исполнитель, исполнители, ВП | Требования к обеспечению готовности ПВН, ограничения на затраты. Документы и данные о конструкции образца ПВН и ее изменениях (КД и БД). Программа управления конфигурацией. КП ЭТХ. БД требований к ТТХ и ЭТХ | Конструкция, предусматривающая модернизацию без ухудшения ТТХ и ЭТХ и при приемлемых затратах. Программа управления номенклатурой устаревающих ПКИ |
| 4.3 Управление номенклатурой устаревающих ПКИ на стадии эксплуатации. Головной исполнитель, исполнители, ГЗ, эксплуатанты, ВП | Требования к обеспечению готовности ПВН, ограничения на затраты. Документы и данные о конструкции ПВН и ее изменениях (КД и БД). Планы управления конфигурацией и номенклатурой устаревающих ПКИ | Оптимизированные запасы КИ. Планы производства необходимой номенклатуры КИ |
| 5 Информационная поддержка ЖЦ | ||
| 5.1 Планирование работ, внедрение ИПИ-технологий. Головной исполнитель, исполнители, ВП | КП ЭТХ. Планы управления конфигурацией, СЖЦ и номенклатурой устаревающих ПКИ. Заключения и рекомендации по уровням затрат на стадиях (этапах) ЖЦ. Критерии приемлемости затрат на стадиях (этапах) ЖЦ | Программа ИПИ |
| 5.2 Создание, сопровождение и развитие ЕИС для поддержки процессов ЖЦ. Головной исполнитель, исполнители, эксплуатанты, ВП | Программа ИПИ | Интегрированная ЕИС субъектов ЖЦ |
5.2.9 Началу работ по организации управления ЖЦ ПВН должна предшествовать разработка концепции такого управления, в которой определяют и документально оформляют:
Жизненный цикл информационной системы — период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации.
Понятие жизненного цикла является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем.
Методология проектирования информационных систем описывает процесс создания и сопровождения систем в виде жизненного цикла (ЖЦ) ИС, представляя его как некоторую последовательность стадий и выполняемых на них процессов. Для каждого этапа определяются состав и последовательность выполняемых работ, получаемые результаты, методы и средства, необходимые для выполнения работ, роли и ответственность участников и т.д. Такое формальное описание ЖЦ ИС позволяет спланировать и организовать процесс коллективной разработки и обеспечить управление этим процессом.
Полный жизненный цикл информационной системы включает в себя, как правило, стратегическое планирование, анализ, проектирование, реализацию, внедрение и эксплуатацию. В общем случае жизненный цикл можно в свою очередь разбить на ряд стадий. В принципе, это деление на стадии достаточно произвольно. Мы рассмотрим один из вариантов такого деления, предлагаемый корпорацией Rational Software – одной из ведущих фирм на рынке программного обеспечения средств разработки информационных систем (среди которых большой популярностью заслуженно пользуется универсальное CASE-средство Rational Rose).
1.1 Стадии жизненного цикла ИС
Стадия — часть процесса создания ИС, ограниченная определенными временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей, программных компонентов, документации), определяемого заданными для данной стадии требованиями. Соотношение между процессами и стадиями также определяется используемой моделью жизненного цикла ИС.
Согласно методологии, предлагаемой Rational Software, жизненный цикл информационной системы подразделяется на четыре стадии.
Границы каждой стадии определены некоторыми моментами времени, в которые необходимо принимать определенные критические решения и, следовательно, достигать определенных ключевых целей.
1) Начальная стадия
На начальной стадии устанавливается область применения системы и определяются граничные условия. Для этого необходимо идентифицировать все внешние объекты, с которыми должна взаимодействовать разрабатываемая система, и определить характер этого взаимодействия на высоком уровне. На начальной стадии идентифицируются все функциональные возможности системы и производится описание наиболее существенных из них.
2) Стадия уточнения
На стадии уточнения проводится анализ прикладной области, разрабатывается архитектурная основа информационной системы.
При принятии любых решений, касающихся архитектуры системы, необходимо принимать во внимание разрабатываемую систему в целом. Это означает, что необходимо описать большинство функциональных возможностей системы и учесть взаимосвязи между отдельными ее составляющими.
В конце стадии уточнения проводится анализ архитектурных решений и способов устранения главных факторов риска в проекте.
3) Стадия конструирования
На стадии конструирования разрабатывается законченное изделие, готовое к передаче пользователю.
По окончании этой стадии определяется работоспособность разработанного программного обеспечения.
4) Стадия передачи в эксплуатацию
На стадии передачи в эксплуатацию разработанное программное обеспечение передается пользователям. При эксплуатации разработанной системы в реальных условиях часто возникают различного рода проблемы, которые требуют дополнительных работ по внесению корректив в разработанный продукт. Это, как правило, связано с обнаружением ошибок и недоработок.
В конце стадии передачи в эксплуатацию необходимо определить, достигнуты цели разработки или нет.
1.2 Стандарты жизненного цикла ИС
Современные сети разрабатываются на основе стандартов, что позволяет обеспечить, во-первых, их высокую эффективность и, во-вторых, возможность их взаимодействия между собой.
Среди наиболее известных стандартов можно выделить следующие:
ГОСТ 34.601-90 - распространяется на автоматизированные системы и устанавливает стадии и этапы их создания. Кроме того, в стандарте содержится описание содержания работ на каждом этапе. Стадии и этапы работы, закрепленные в стандарте, в большей степени соответствуют каскадной модели жизненного цикла.
ISO/IEC 12207(International Organization of Standardization /International Electrotechnical Commission )1995 - стандарт на процессы и организацию жизненного цикла. Распространяется на все виды заказного ПО. Стандарт не содержит описания фаз, стадий и этапов.
Rational Unified Process (RUP) предлагает итеративную модель разработки, включающую четыре фазы: начало, исследование, построение и внедрение. Каждая фаза может быть разбита на этапы (итерации), в результате которых выпускается версия для внутреннего или внешнего использования. Прохождение через четыре основные фазы называется циклом разработки, каждый цикл завершается генерацией версии системы. Если после этого работа над проектом не прекращается, то полученный продукт продолжает развиваться и снова минует те же фазы. Суть работы в рамках RUP - это создание и сопровождение моделей на базе UML.
Microsoft Solution Framework (MSF) сходна с RUP, так же включает четыре фазы: анализ, проектирование, разработка, стабилизация, является итерационной, предполагает использование объектно-ориентированного моделирования. MSF в сравнении с RUP в большей степени ориентирована на разработку бизнес-приложений.
Extreme Programming (XP). Экстремальное программирование (самая новая среди рассматриваемых методологий) сформировалось в 1996 году. В основе методологии командная работа, эффективная коммуникация между заказчиком и исполнителем в течение всего проекта по разработке ИС, а разработка ведется с использованием последоват ельно дорабатываемых прототипов.
2. Модели жизненного цикла
Модель жизненного цикла ИС — структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.
Модель ЖЦ ИС включает в себя:
результаты выполнения работ на каждой стадии;
ключевые события — точки завершения работ и принятия решений.
Модель жизненного цикла отражает различные состояния системы, начиная с момента возникновения необходимости в данной ИС и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления.
2.1 Типы моделей жизненного цикла ИС
В настоящее время известны и используются следующие модели жизненного цикла:
Каскадная модель (рис. 2.1) предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе.
Поэтапная модель с промежуточным контролем (рис. 2.2). Разработка ИС ведется итерациями с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки позволяют учитывать реально существующее взаимовлияние результатов разработки на различных этапах; время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.
Спиральная модель (рис. 2.3). На каждом витке спирали выполняется создание очередной версии продукта, уточняются требования проекта, определяется его качество, и планируются работы следующего витка. Особое внимание уделяется начальным этапам разработки - анализу и проектированию, где реализуемость тех или иных технических решений проверяется и обосновывается посредством создания прототипов (макетирования).
Рис. 2.1. Каскадная модель ЖЦ ИС
Рис. 2.2. Поэтапная модель с промежуточным контролем
Рис. 2.3. Спиральная модель ЖЦ ИС
На практике наибольшее распространение получили две основные модели жизненного цикла:
каскадная модель (характерна для периода 1970-1985 гг.);
спиральная модель (характерна для периода после 1986.г.).
2.2 Достоинства и недостатки моделей жизненного цикла ИС
В ранних проектах достаточно простых ИС каждое приложение представляло собой единый, функционально и информационно независимый блок. Для разработки такого типа приложений эффективным оказался каскадный способ. Каждый этап завершался после полного выполнения и документального оформления всех предусмотренных работ.
Можно выделить следующие положительные стороны применения каскадного подхода:
на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;
выполняемые в логической последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.
Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении относительно простых ИС, когда в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования к системе. Основным недостатком этого подхода является то, что реальный процесс создания системы никогда полностью не укладывается в такую жесткую схему, постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. В результате реальный процесс создания ИС оказывается соответствующим поэтапной модели с промежуточным контролем.
Спиральная модель ЖЦ была предложена для преодоления перечисленных проблем. На этапах анализа и проектирования реализуемость технических решений и степень удовлетворения потребностей заказчика проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию работоспособного фрагмента или версии системы. Это позволяет уточнить требования, цели и характеристики проекта, определить качество разработки, спланировать работы следующего витка спирали. Таким образом углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который удовлетворяет действительным требованиям заказчика и доводится до реализации.
Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения вводятся временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла, и переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. Планирование производится на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.
Несмотря на настойчивые рекомендации экспертов в области проектирования и разработки ИС, многие компании продолжают использовать каскадную модель вместо какого-либо варианта итерационной модели. Основные причины, по которым каскадная модель сохраняет свою популярность, следующие:
Привычка - многие ИТ-специалисты получали образование в то время, когда изучалась только каскадная модель, поэтому она используется ими и в наши дни.
Иллюзия снижения рисков участников проекта (заказчика и исполнителя). Каскадная модель предполагает разработку законченных продуктов на каждом этапе: технического задания, технического проекта, программного продукта и пользовательской документации. Разработанная документация позволяет не только определить требования к продукту следующего этапа, но и определить обязанности сторон, объем работ и сроки, при этом окончательная оценка сроков и стоимости проекта производится на начальных этапах, после завершения обследования. Очевидно, что если требования к информационной системе меняются в ходе реализации проекта, а качество документов оказывается невысоким (требования неполны и/или противоречивы), то в действительности использование каскадной модели создает лишь иллюзию определенности и на деле увеличивает риски, уменьшая лишь ответственность участников проекта.
Проблемы внедрения при использовании итерационной модели. В некоторых областях спиральная модель не может применяться, поскольку невозможно использование/тестирование продукта, обладающего неполной функциональностью (например, военные разработки, атомная энергетика и т.д.). Поэтапное итерационное внедрение информационной системы для бизнеса возможно, но сопряжено с организационными сложностями (перенос данных, интеграция систем, изменение бизнес-процессов, учетной политики, обучение пользователей). Трудозатраты при поэтапном итерационном внедрении оказываются значительно выше, а управление проектом требует настоящего искусства. Предвидя указанные сложности, заказчики выбирают каскадную модель, чтобы "внедрять систему один раз".
Процесс определяется как совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих входные данные в выходные. Описание каждого процесса включает в себя перечень решаемых задач, исходных данных и результатов.
В соответствии с базовым международным стандартом ISO/IEC 12207 все процессы ЖЦ ПО делятся на три группы:
3.1 Основные процессы жизненного цикла
Приобретение (действия и задачи заказчика, приобретающего ИС)
Поставка (действия и задачи поставщика, который снабжает заказчика программным продуктом или услугой)
Разработка (действия и задачи, выполняемые разработчиком: создание ПО, оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка тестовых и учебных материалов и т. д.)
Эксплуатация (действия и задачи оператора — организации, эксплуатирующей систему)
Сопровождение (действия и задачи, выполняемые сопровождающей организацией, то есть службой сопровождения). Сопровождение — внесений изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям.
Среди основных процессов жизненного цикла наибольшую важность имеют три: разработка, эксплуатация и сопровождение. Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами.
Разработка информационной системы включает в себя все работы по созданию информационного программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Разработка информационного программного обеспечения также включает:
оформление проектной и эксплуатационной документации;
подготовку материалов, необходимых для тестирования разработанных программных продуктов;
разработку материалов, необходимых для обучения персонала.
Разработка является одним из важнейших процессов жизненного цикла информационной системы и, как правило, включает в себя стратегическое планирование, анализ, проектирование и реализацию (программирование).
Эксплуатационные работы можно подразделить на подготовительные и основные. К подготовительным относятся:
конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;
обеспечение пользователей эксплуатационной документацией;
Основные эксплуатационные работы включают:
локализацию проблем и устранение причин их возникновения;
модификацию программного обеспечения;
подготовку предложений по совершенствованию системы;
развитие и модернизацию системы.
Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой корпоративной информационной системы. Наличие квалифицированного технического обслуживания на этапе эксплуатации информационной системы является необходимым условием решения поставленных перед ней задач, причем ошибки обслуживающего персонала могут приводить к явным или скрытым финансовым потерям, сопоставимым со стоимостью самой информационной системы.
Основными предварительными действиями при подготовке к организации технического обслуживания информационной системы являются:
выделение наиболее ответственных узлов системы и определение для них критичности простоя (это позволит выделить наиболее критичные составляющие информационной системы и оптимизировать распределение ресурсов для технического обслуживания);
определение задач технического обслуживания и их разделение на внутренние, решаемые силами обслуживающего подразделения, и внешние, решаемые специализированными сервисными организациями (таким образом производится четкое определение круга исполняемых функций и разделение ответственности);
проведение анализа имеющихся внутренних и внешних ресурсов, необходимых для организации технического обслуживания в рамках описанных задач и разделения компетенции (основные критерии для анализа: наличие гарантии на оборудование, состояние ремонтного фонда, квалификация персонала);
подготовка плана организации технического обслуживания, в котором необходимо определить этапы исполняемых действий, сроки их исполнения, затраты на этапах, ответственность исполнителей.
3.2 Вспомогательные процессы жизненного цикла
Документирование (формализованное описание информации, созданной в течение ЖЦ ИС)
Управление конфигурацией (применение административных и технических процедур на всем протяжении ЖЦ ИС для определения состояния компонентов ИС, управления ее модификациями).
Обеспечение качества (обеспечение гарантий того, что ИС и процессы ее ЖЦ соответствуют заданным требованиям и утвержденным планам)
Верификация (определение того, что программные продукты, являющиеся результатами некоторого действия, полностью удовлетворяют требованиям или условиям, обусловленным предшествующими действиями)
Аттестация (определение полноты соответствия заданных требований и созданной системы их конкретному функциональному назначению)
Совместная оценка (оценка состояния работ по проекту: контроль планирования и управления ресурсами, персоналом, аппаратурой, инструментальными средствами)
Аудит (определение соответствия требованиям, планам и условиям договора)
Разрешение проблем (анализ и решение проблем, независимо от их происхождения или источника, которые обнаружены в ходе разработки, эксплуатации, сопровождения или других процессов)
3.3 Организационные процессы
Управление (действия и задачи, которые могут выполняться любой стороной, управляющей своими процессами)
Создание инфраструктуры (выбор и сопровождение технологии, стандартов и инструментальных средств, выбор и установка аппаратных и программных средств, используемых для разработки, эксплуатации или сопровождения ПО)
Усовершенствование (оценка, измерение, контроль и усовершенствование процессов ЖЦ)
Обучение (первоначальное обучение и последующее постоянное повышение квалификации персонала)
Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает:
выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта;
определение методов описания промежуточных состояний разработки;
разработку методов и средств испытаний созданного программного обеспечения;
1. Избачков С.Ю., Петров В.Н. Информационные системы–СПб.: Питер, 2008. – 655 с
CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) означает совокупность принципов и технологий информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях. Русскоязычный аналог понятия CALS — Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий (ИПИ). В последнее время за рубежом наряду с CALS используется также термин Product Lifecycle Management (PLM).
Цель внедрения CALS — минимизация затрат в ходе жизненного цикла изделия, повышение его качества и конкурентоспособности.
1.1 CALS в России
Россия существенно отстает от ведущих промышленно развитых стран в части внедрения современных ИТ, в том числе технологий CALS. Это отставание чревато далеко идущими негативными последствиями, прежде всего, высокой вероятностью резкого сокращения экспортного потенциала российских производителей наукоемкой продукции, вплоть до полного вытеснения их с международного рынка.
Мировой рынок полностью отторгнет продукцию, не снабженную электронной документацией и не обладающую средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий жизненного цикла. Уже сегодня многие иностранные заказчики отечественной продукции выдвигают требования, удовлетворение которых невозможно без внедрения CALS-технологий:
представление конструкторской и технологической документации в электронной форме;
представление эксплуатационной и ремонтной документации в форме интерактивных электронных технических руководств, снабженных иллюстрированными электронными каталогами запасных частей и вспомогательных материалов и средствами дистанционного заказа запчастей и материалов;
организация интегрированной логистической поддержки изделий на постпроизводственных стадиях их жизненного цикла;
наличие и функционирование электронной системы каталогизации продукции;
наличие на предприятиях соответствующих требованиям стандартов ИСО 9000:2000 систем менеджмента качества и т. д.
Выполнение этих требований предопределяет необходимость внедрения на отечественных предприятиях CALS-технологий в полном объеме.
2 CALS-ТЕХНОЛОГИИ. ПРЕДПОСЫЛКИ.
В течение многих десятков лет общепринятой формой представления результатов интеллектуальной деятельности людей и инструментом их информационного взаимодействия являлась бумажная документация. Ее созданием были заняты (и заняты по сей день) миллионы инженеров, техников, служащих на промышленных предприятиях, в государственных учреждениях, коммерческих структурах. С появлением компьютеров начали создаваться и широко внедрялись разнообразные средства и системы автоматизации выпуска бумажной документации: системы автоматизированного проектирования (САПР) — для изготовления чертежей, спецификаций, технологической документации; системы автоматизированного управления производством (АСУП) — для создания планов производства и отчетов о его ходе; офисные системы — для подготовки текстовых и табличных документов и т. д.
Однако к концу ХХ века стало ясно, что все эти достаточно дорогостоящие средства не оправдывают возлагающихся на них надежд: разумеется, некоторое повышение производительности труда происходит, однако не в тех масштабах, которые прогнозировались. Дело в том, что они не решают проблем информационного обмена между различными участниками жизненного цикла изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, эксплуатационников и т. д.). При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени для повторной кодировки, что приводит к многочисленным ошибкам. Оказалось, что разные системы “говорят на разных языках” и плохо понимают друг друга. Более того, выяснилось, что бумажная документация и способы представления информации на ней ограничивают возможности использования современных ИТ. Так, трехмерная модель изделия, создаваемая в современной САПР, вообще не может быть адекватно представлена на бумаге.
С другой стороны, по мере усложнения изделий происходит резкий рост объемов технической документации. Сегодня эти объемы измеряются тысячами и десятками тысяч листов, а по некоторым изделиям (например, кораблям) — тоннами. При использовании бумажной документации возникают значительные трудности при поиске необходимых сведений, внесении изменений в конструкцию и технологии изготовления изделий. Возникает множество ошибок, на устранение которых затрачивается много времени. В результате резко снижается эффективность процессов разработки, производства, эксплуатации, обслуживания, ремонта сложных наукоемких изделий (Рисунок 1). Возникают трудности во взаимодействии заказчиков (в первую очередь — государственных учреждений) и производителей как при подготовке, так и при реализации контрактов на поставки сложной техники.
Рисунок 1 – Объемы документации и эффективность инженерной деятельности
Для преодоления этих трудностей потребовались новые концепции и новые идеи. Среди них базовой стала идея информационной интеграции стадий жизненного цикла продукции (изделия), которая и легла в основу CALS. Она состоит в отказе от “бумажной среды”, в которой осуществляется традиционный документооборот, и переходе к интегрированной информационной среде, охватывающей все стадии жизненного цикла изделия. Информационная интеграция заключается в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях жизненного цикла, оперируют не с традиционными документами и даже не с их электронными отображениями (например, отсканированными чертежами), а с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологии его производства и использования. Эти модели существуют в интегрированной информационной среде в специфической форме информационных объектов. Системы, которым для их работы нужны те или иные информационные объекты, по мере необходимости могут извлекать их из интегрированной информационной среды, обрабатывать, создавая новые объекты, и помещать результаты своей работы в ту же интегрированную информационную среду (Рисунки 2 и 3). Чтобы все это было возможно, информационные модели и соответствующие информационные объекты должны быть стандартизованы.
Интегрированная информационная среда представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации, через которую осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками жизненного цикла изделия. При этом однажды созданная информация хранится в интегрированной информационной среде, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность.
Рисунок 2 – Взаимодействие в информационной среде
Очевидно, что такой подход представляет собой своего рода революцию в организации взаимодействия всех участников жизненного цикла сложных наукоемких изделий.
Революционность подхода состоит в том, что многие поколения конструкторов, технологов, производственников воспитаны на основе совершенно другой культуры, базирующейся на сотнях стандартов ЕСКД, ЕСТД, СРПП, детально регламентирующих ведение дел с использованием бумажной документации. В условиях применения CALS эта культура должна претерпеть коренные изменения:
появляются принципиально новые средства инженерного труда;
полностью изменяется организация и технология инженерных работ;
должна быть существенно изменена, то есть дополнена и частично переработана нормативная база;
тысячи специалистов должны быть переучены для работы в новых условиях и с новыми средствами труда.
Для подготовки и осуществления этой революции, сулящей многократное повышение эффективности процессов жизненного цикла изделий, необходимо выполнить комплекс организационных, научно-исследовательских, проектных и иных работ, направленных на создание новой культуры инженерной деятельности.
В этом комплексе первоочередной проблемой является формирование нормативно-правовой базы, узаконивающей новые способы и средства информационного обмена, заменяющие традиционный бумажный документооборот. Такую базу образуют стандарты и инструктивно-методические материалы, регламентирующие упомянутые способы и средства, форматы данных, их логическую структуру, процедуры информационного обмена, способы обеспечения достоверности и легитимности данных и т. д. Все это необходимо для того, чтобы электронные документы и данные имели ту же юридическую силу, что и обычные бумажные документы. Кроме того, одна из важнейших задач стандартизации в рассматриваемой сфере — обеспечение информационной совместимости различных автоматизированных систем.
К настоящему времени CALS-технологии образуют самостоятельное направление в области ИТ. За рубежом создана нормативно-правовая база этого направления, которую составляют серии международных стандартов ISO, государственные стандарты и нормативные документы военного министерства США, НАТО, Великобритании и ряда других стран. Общее число этих стандартов — многие десятки и даже сотни, причем объемы документов подчас исчисляются тысячами страниц. На их разработку правительства и ведущие корпорации Запада израсходовали суммы, превышающие 1 млрд. долл., и эта работа продолжается.
3 ПРЕИМУЩЕСТВА CALS
Технологии, стандарты и программно-технические средства CALS обеспечивают эффективный и экономичный обмен электронными данными и безбумажными электронными документами, что дает следующие преимущества:
возможность параллельного выполнения сложных проектов несколькими рабочими группами (параллельный инжиниринг), что существенно сокращает время разработок;
планирование и управление многими предприятиями, участвующими в жизненном цикле продукции, расширение и совершенствование кооперационных связей (электронный бизнес);
резкое сокращение количества ошибок и переделок, что приводит к сокращению сроков реализации проектов и существенному повышению качества продукции;
распространение средств и технологий информационной поддержки на послепродажные стадии жизненного цикла – интегрированная логистическая поддержка изделий.
Как видим, внедрение CALS-технологий приводит к существенной экономии и получению дополнительной прибыли. Поэтому эти технологии и их отдельные компоненты широко применяются в промышленности развитых стран. Вот некоторые количественные оценки эффективности внедрения CALS в промышленности США:
прямое сокращение затрат на проектирование на 10 – 30%;
сокращение времени разработки изделий на 40 – 60%;
сокращение времени вывода новых изделий на рынок на 25 – 75%;
сокращение доли брака и объема конструктивных изменений на 20–70%.
сокращение затрат на подготовку технической документации до 40%;
сокращение затрат на разработку документации до 30%.
По зарубежным данным, потери, связанные с несовершенством информационного взаимодействия с поставщиками, только в автомобильной промышленности США составляет порядка 1 млрд. долл. в год. Аналогичные потери имеют место и в других отраслях промышленности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Как видим, внедрение CALS-технологий приводит к существенной экономии и получению дополнительной прибыли. Поэтому эти технологии и их отдельные компоненты широко применяются в промышленности развитых стран.
К настоящему времени CALS-технологии образуют самостоятельное направление в области ИТ. За рубежом создана нормативно-правовая база этого направления, которую составляют серии международных стандартов ISO, государственные стандарты и нормативные документы военного министерства США, НАТО, Великобритании и ряда других стран. Общее число этих стандартов — многие десятки и даже сотни, причем объемы документов подчас исчисляются тысячами страниц. На их разработку правительства и ведущие корпорации Запада израсходовали суммы, превышающие 1 млрд. долл., и эта работа продолжается.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Левин А.И., Судов Е.В.- Журнал: Директор информационной службы, №11, 2002 год
Левин А.И., Судов Е.В.-Журнал: Технологические системы, №4, 2004, Киев
Алексей Яцкевич, Дмитрий Страузов-Журнал: САПР и Графика, № 6, 2002 год
Dipl. Ing. Antti Saaksvuori: Product Lifecycle Management Third Edition.
John Stark: Product Lifecycle Management: 21st Century Paradigm for Product Realisation
Похожие страницы:
Информационная поддержка системы
. and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла). Инициатором этого подхода и доведения . and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла. Здесь акцент смещен, во .
Разработка информационной системы управления поставками на авиационном предприятии
. Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла). Инициатором этого подхода стало министерство .
Анализ использования современных средств CALS-технологий
. Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла). Задача применения информационных технологий (ИТ) в . and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) — современный подход к .
Оборудование для натяжения и закрепления арматуры
. and Life cycle Support) - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла. Компоненты САПР Выделяют следующие виды . поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных; информационное обеспечение САПР — информационная база .
Информационные технологии в управлении организацией
. единым информационным полем во всём жизненном цикле . повторяющееся производство Непрерывное производство Реализация . по времени планируемых поставок материалов и комплектующих, . специалистов по информационной поддержке процессов управления предприятием .
Читайте также: