Этап моделирования
Реализуется средствами программы Rational Rose. Организационной основой технологии моделирования в Rose является пакет. Заголовки обозначают имена пакетов, в которых хранятся соответствующие требования.
R Когнитивные компетенции
Пакет «Когнитивные компетенции» представляет собой комплексную информационную модель знаний, навыков и умений специалиста с точки зрения оптимальной реализации соответствующих должностных инструкций. Модель формируется всеми средствами UML для USE CASE моделей. В пакете содержатся требования к вузу.
R Требования к специалисту
В данном пакете описывается методика и содержание обучения. Блок содержит описание всех знаний и умений выпускника вуза, организованных в учебные единицы. Предполагается, что требования разбиты на блоки – темы. Для каждой темы выделяется свой пакет.
Требуемые в промышленности конечные знания специалиста являются на самом деле вершиной айсберга его базисных знаний. Для того чтобы выпускник вуза овладел теми или иными конкретными знаниями, умениями и навыками требуется предварительная подготовка студента в фундаментальных областях знаний. Более того, для эффективного использования выпускника вуза, поступившего на работу, требуется обычно определенная специализация. Базовые знания выпускника должны обеспечивать возможность указанной специализации, но в требованиях производства они не присутствуют.
R Облик абитуриента
Пакет описывает стартовые знания абитуриента вуза. Именно на эти предварительные знания опирается вузовская программа.
Особенное значение содержания указанного блока оказывает влияние на методику и содержание обучения при переподготовке или повышении квалификации специалиста.
R Обучение – облик специалиста
Пакет хранит требования к организации учебного процесса – учебный план. Учебный план содержит перечень и структуру дисциплин, реализующих требования к специалисту конкретной специальности. Базисом для учебного плана являются требования ГОС. Требования к специалисту, в зависимости от требований ГОС и точки зрения вуза на технологию обучения специалиста конкретной специальности, могут быть реализованы набором отдельных специальностей.
Базовые управленческие технологии
Управление проектами и заданиями
В современной литературе и практике проектом принято называть совокупность
действий, направленных на достижение поставленной производственной или коммерческой
цели и связанных с использованием и расходом ресурсов различного типа. Примером
проекта является выполнение контракта на поставку изделия, предполагающего выполнение
целого ряда задач. Другим примером проекта может служить решение отдельной сложной
задачи, такой как разработка комплекта документации или ввод изделия в эксплуатацию.
Технология управления проектами не зависит от содержания проектов, что позволяет
рассматривать ее как базовую (инвариантную) технологию.
Термин Project Management (PM) обозначает класс управленческих задач, связанных
с планированием, организацией и управлением действиями, направленными на достижение
поставленных целей при заданных ограничениях на использование ресурсов.
Типовыми задачами PM являются:
- разработка планов выполнения проекта, в том числе разработка структурной
декомпозиции работ проекта и сетевых графиков; - расчет и оптимизация календарных планов с учетом ограничений на ресурсы;
— разработка графиков потребности проекта в ресурсах; - отслеживание хода выполнения работ и сравнение текущего состояния с исходным
планом; - формирование управленческих решений, связанных с воздействием на процесс
или с корректировкой планов; - формирование различных отчетных документов.
Действия, приводящие к выполнению проекта и потребность в которых выявляется
в ходе его планирования, могут представлять собой типовые бизнес-процессы (закупка
комплектующих, разработка документации, производство и т.д.). Такие бизнес-процессы
часто выполняются по заранее определенным формальным схемам (моделям) [IDEF/0/3],
фактически определяющим технологию их выполнения. В ходе выполнения проекта
исполнители (организации или сотрудники), действуя в соответствии с заданной
технологий (моделью процесса), получают и выполняют задания, соответствующие
структурным элементам бизнес-процесса (операциям).
Автоматизация управления потоком таких заданий есть функция другой базовой технологии управления — технологии «workflow» (поток работ — буквальный перевод английского «workflow»).
Управление ресурсами
Понятия MRP II (Manufacturing Resource Planning) и ERP (Enterprise Resource
Planning) в настоящее время являются общепринятыми обозначениями комплекса задач
управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятия. Автоматизированные
системы, построенные на этих принципах, широко применяются не только в производстве,
но и для управления проектной деятельностью (конструкторские бюро), коммерцией,
эксплуатацией сложной техники (авиакомпании). Это позволяет рассматривать принципы
и стандарты MRP/ERP как базовую технологию управления ресурсами при решении
различных задач.
В соответствии с [ISO /IEC 2382-24:1995] системы класса MRP должны выполнять
функции, перечисленные в табл.1.
Таблица 1
Для выполнения перечисленных в таблице функций MRP/ERP-системы используют информацию, содержащуюся в ИИС, и помещают в нее результаты своей работы для использования данных на последующих стадиях ЖЦ.
Развитие и область применения информационных CALS-технологий
Такие технологии в секторе экономики чаще всего применяются в следующих областях: управление поставками, усовершенствование деятельности, электронная интеграция компаний. Также сюда входит и поддержка жизненного цикла изделий.
Развитие CALS-технологий в настоящее время невозможно без ряда изменений, которые должны быть выполнены.
Например:
- Появление новых средств инженерного труда.
- Нормативная база должна быть дополнена либо же частично переработана.
- Изменения должны коснуться технологии и организации всех инженерных работ.
- Всех специалистов необходимо переучить для эффективной работы в новых условиях.
Для выполнения всего этого нужно воплотить в жизнь научно-исследовательские и организационные проекты и многие другие работы, которые помогут создать совершенно новую культуру инженерной деятельности. Тут самой основной проблемой выступает формирование правовой и нормативной базы, которая узаконит новые средства и способы обмена информацией, чтобы полностью уйти от бумажного документооборота.
Данная база образуется при помощи стандартов и методических материалов, формата данных, методов обеспечения достоверности информации, процессов обмена данными и многого другого. Всё это нужно для того, чтобы электронные документы и информация обладали той же юридической силой, что и обычная бумажная документация.
Также очень важной задачей тут является обеспечение информационной совместимости разных автоматизированных систем. Современные технологии CALS формируют самостоятельное направление в IT области
В мире имеется нормативно-правовая база в данном направлении. С её помощью образуются международные стандарты ISO, нормативная военная документация и госстандарты
Современные технологии CALS формируют самостоятельное направление в IT области. В мире имеется нормативно-правовая база в данном направлении. С её помощью образуются международные стандарты ISO, нормативная военная документация и госстандарты.
Современные информационные CALS-технологий для машинотехнической продукции
В настоящее время изготовление довольно сложной машинотехнической продукции очень трудно себе представить без информационной поддержки. Это касается всего жизненного цикла изделий.
Данная поддержка основывается на множестве вопросов, в которые входит:
- автоматизация производственных процессов, а также управления самой деятельностью компании;
- внедрение современных автоматизированных систем заказа запасных изделий;
- формирование эксплуатационной документации в электронном виде.
Вид всех информационных технологий, которые необходимы для безбумажной информационной поддержки на каждом этапе производства изделий, и называют CALS-технологиями.
Управление качеством
Обеспечение требуемого качества продукции является одной из целей реализации
концепции CALS, поэтому управление качеством (в терминах стандартов серии ИСО
9000 система менеджмента качества — СМК) следует отнести к базовым технологиям
управления.
Управление качеством в широком смысле необходимо понимать как управление процессами,
направленное на обеспечение качества их результатов. Такой подход соответствует
идеям всеобщего управления качеством (Total Quality Management), суть которых
как раз и заключается в управлении предприятием через управление качеством.
В контексте концепции CALS методы и технологии управления качеством приобретают
новое развитие. Применение ИИС обеспечивает информационную поддержку и интеграцию
процессов, а соответственно и возможность использования электронных данных,
созданных в ходе различных процессов предприятия, для задач управления качеством.
Укрупненная структура СМК показана на рисунке 5. В этой структуре показаны
связи с объектом управления (процессами предприятия или ЖЦ продукции), а также
с внешней по отношению к рассматриваемой системе средой, каковую в данном случае
представляет «обобщенный» потребитель, чьи требования и степень удовлетворенности
являются внешними данными.
Рис.5. Укрупненная структура СМК
Присутствующие в структуре блоки выработки и корректировки целей и принятия
решений вместе эквивалентны тому, что в терминах стандарта ИСО 9000:2000 называется
ответственностью руководства и планированием (в данном контексте — стратегическим).
Блоки сбора и анализа данных отражают процессы, именуемые в стандарте как «Измерение
и анализ». Группа блоков, связанных с реализацией решений (распределение и перераспределение
ресурсов, директивы на выполнение действий и сами действия, направленные на
достижение целей), отражает все то, что в стандарте называют «управлением ресурсами»,
планированием (в этом контексте — оперативным) и, наконец, «улучшением».
В таблице 2 приведен перечень разделов стандарта ГОСТ Р ИСО 9001 — 2001 и указаны
классы данных, с которыми оперирует СМК при решении соответствующих задач. Как
видно из таблицы, это данные об изделии, процессах и ресурсах.
Таблица 2. Использование данных при решении задач СМК
Интегрированная логистическая поддержка (ИЛП)
Одним из важных потребительских параметров сложного наукоемкого изделия является
величина затрат на поддержку его ЖЦ (life cycle cost). Они складываются из затрат
на разработку и производство изделия, а также затрат на ввод изделия в действие,
эксплуатацию и поддержание его в работоспособном состоянии. Сокращение затрат
на поддержку ЖЦ изделия — одна из целей CALS. Комплекс управленческих технологий,
направленных на сокращение этих затрат, объединяется понятием ИЛП (Integrated
Logistic Support).
Согласно стандарту DEF STAN 0060 ИЛП включает в себя: анализ логистической
поддержки, процедуры планирования процессов технического обслуживания и ремонта,
интегрированные процедуры материально-технического обеспечения, меры по обеспечению
персонала электронной эксплуатационной и ремонтной документацией (Подробнее
в разделе «Концепция ИЛП»).
Компоненты
Основными составляющими CALS-технологий являются:
- CAD (Computer Aided Design) — инструментальный комплекс технических и программных средств автоматизированного проектирования изделий;
- CAM (Computer Aided Manufacturing) — системы автоматизации технологической подготовки производства;
- CAE (Computer Aided Engineering) — системы инженерного анализа;
- Concurrent Engineering — средства реализации технологии параллельного тотального проектирования в режиме группового использования данных;
- EDM (Enterprise Data Management) — система управления проектными и инженерными данными;
- системы визуализации всего процесса разработки документации;
- средства обмена данными;
- средства разработки прикладного программного обеспечения;
- методики анализа процессов проектно-технологической, производственной и управленческой деятельности.
Построение учебного плана
Оптимальный учебный план в Requisite Pro формируется при помощи программы Microsoft Project. Данные о дисциплинах из Requisite Pro автоматически экспортируются в Microsoft Project. На первом этапе учебный план рассматривается в виде диаграммы Ганта (Рис. 3):
Рис. 3
Оптимизационные возможности Microsoft Project позволяют контролировать большое количество параметров – ресурсов учебного процесса. Параметры могут иметь числовой, текстовый или перечислимый тип.
Набор параметров вводится в Requisite Pro как характеристики проекта (Рис 4):
Рис 4
Выделяется несколько групп параметров:
Дидактические параметры
Числовые или позиционные (для параметров имеющих перечислимый тип) значения параметров определяют через соответствующий функционал трудоемкость конкретного учебного элемента в часах аудиторного и внеаудиторного времени.
Группу образуют параметры, определяющие категориальный базис учебной единицы . Категории базиса формируют структуру системы когнитивных компетенций. Градации показателей используются для задания требуемого уровня компетентности специалиста в соответствующих компетенциях.
Показатель «Усвоение» имеет градации: «Понимание»; «Узнавание»; «Воспроизведение»; «Применение»; «Творчество».
Показатель «Представление материала» имеет уровни: «Феноменологический»; «Аналитико-синтетический»; «Математический»; «Аксиоматический».
Показатель «Автоматизация» определяется скоростью выполнения стандартных операций в данной учебной единице, что бывает важно, например, при работе с CALS — системами.
Показатель «Трудоемкость» задает суммарное количество часов, необходимое для овладения учебной единицы, и определяется функционалом, зависящим от уровней усвоения, представления и автоматизации. Вид и коэффициенты функционала выбираются для каждой учебной единицы экспертным путем. Простейшим функционалом является линейная зависимость.
Параметр «Квалификация» определяет уровень квалификации преподавателя: профессор, доцент …
Указанные параметры задаются для учебных элементов, и суммируется при определении трудоемкости изучения дисциплины, сформированной из указанных элементов. Параметр «Трудоемкость» используется при анализе учебного плана на пиковые перегрузки студентов и служит ограничением.
Ресурсы
Параметры «Ресурсы» определяют в часах потребность в компьютерном или лабораторном времени при изучении конкретной учебной единицы. Для дисциплины указанные параметры суммируются. Параметр используется при анализе учебного плана на доступность ресурсов и наравне с параметром «Трудоемкость» является ограничением.
Параметры учебного плана
Данные параметры задаются для каждой дисциплины из раздела «RQ Обучение – облик специалиста». Параметры позволяют автоматически построить форму учебного плана, принятую в УМО. Перечень параметров задается принятой формой представления учебного плана. Часть параметров вычисляется при выводе формы учебного плана. Параметрами являются: «Цикл»; «Тип»; №; «Часы всего» …
Собственно технология формирования оптимального плана в Microsoft Project считается известной и здесь не обсуждается.
Заметим, что в случае невозможности реализовать учебный план с принятыми ограничениями по трудоемкости и ресурсам требуется изменить внутреннюю структуру учебного плана. Если никакими внутренними изменениями приемлемый учебный план не удается реализовать, приходится изменить основные требования к квалификации выпускника и повторить алгоритм согласования требований, описанный выше и проиллюстрированный на Рис 1.
Структура
Для полноценной работы CALS-технологий требуется широкая программная поддержка. Все программные продукты, применяемые для фунционирования CALS, можно разделить на две большие группы:
- программы, необходимые для создания и преобразования информации об изделиях, производственной среде и производственных процессах, применение которых не зависит от реализации CALS-технологий;
- программы, применение которых непосредственно связано с CALS-технологиями и требованиями соответствующих стандартов.
- офисные программы для подготовки текстовой и табличной документации различного назначения (текстовые редакторы, электронные таблицы и т. д.);
- CAD-системы для автоматизации конструирования и изготовления рабочей конструкторской документации;
- системы MRP и ERP для автоматизации планирования производства и управления процессами изготовления изделий, запасами, производственными ресурсами, транспортом и т. д.;
- средства ЭЦП для идентификации и аутентификации информации .
Ко второй группе принадлежат программы:
- PDM для управления данными об изделии и его конфигурации ;
- управления проектами;
- WF (Work Flow) для управления потоками заданий при создании и изменении технической документации;
- обеспечения ИЛП изделий на постпроизводственных стадиях ЖЦ;
- функционального моделирования, анализа и реинжиниринга бизнес-процессов.
Согласование требований
Процедура согласования требований к результатам проекта в рамках РУП имеет итерационный характер. Каждая итерация содержит следующие шаги:
- формирование требований стороной заказчика;
- истолкование указанных требований стороной исполнителя;
- формирование плана действий по реализации требований заказчика;
- согласование с заказчиком предполагаемых результатов.
Исполнитель приступает к работе только после согласия заказчика с предполагаемыми результатами проекта.
Рассмотрим методику применения системы моделирования IBM-Rational Rose для определения участников проекта и решения задачи формирования пакета взаимных требований сфер науки, производства и обучения.
Взаимные требования указанных сфер деятельности можно представить в следующем виде.
Наука (как наука видит требования вуза и производства):
- требования производства к науке (НИОКР, конкретные программы исследований);
- требования вуза к науке (лаборатории и спецкурсы):
Вуз (как вуз видит требования производства и науки):
- требования производства к выпускнику высшей школы (подготовка специалистов, повышение квалификации);
- требования науки к выпускнику высшей школы (подготовка специалистов, повышение квалификации).
Рис. 1
Для определенности рассмотрим проект формирования учебного плана вуза при обучении специалистов в области CALS–технологий целевым назначением для конкретного производства. Остальные взаимные требования реализуются аналогичным образом. Описание взаимодействия этапов проекта, реализующего жизненный цикл указанной задачи, проиллюстрировано на диаграмме активности UML (Рис. 1).
Приведем имена соответствующих пакетов РУП и содержание требований, принадлежащих данным пакетам. Для указания, что данный пакет принадлежит проекту Requisite Pro, имя пакета содержит аббревиатуру R – сокращение от Rose.
CALS-технологии в России
Правда, внедрение их находится лишь на начальной стадии. Происходит оно без комплексной переработки данного вопроса в государственных масштабах.
Отдельные компоненты данных технологий уже активно используются на следующих предприятиях: АВПК «Сухой», ВАЗ, МАПО «Миг», ММПП «Салют» и других. Проводится такое внедрение очень часто бессистемно и даже с использованием локальной политики.
Учитывая всю актуальность использования данных технологий, Минэкономики нашей страны организовало специальный комплекс «НИОКР».
В рамках существующей федеральной целевой программы решаются такие задачи:
- разработка программных и методических средств, необходимых для управления и хранения информации об изделиях;
- внедрение программ подготовки электронной документации;
- разработка нормативной базы использования и управления CALS-технологий;
- создание методик описания техпроцессов на всём ЖЦ продукции;
- обеспечение надлежащего качества выпускаемых изделий и соответствие его ISO стандартам.
Глобальное внедрение CALS-технологий в нашей стране требует соблюдения следующих основных моментов:
В первую очередь необходимо преодолеть психологический барьер и осознать важность применения таких внедрений комплексно.
Нужно обязательно учитывать тот факт, что CALS-технологии являются стандартизированным обменом данными. Необходимо создать нормативную базу, которая будет выступать в качестве основы для решения любых возникших проблем
Именно поэтому следует объединять финансовые ресурсы. Необходимы они для внедрения и разработки стандартов.
Найти финансовые средства для реструктуризации отдельных предприятий, в том числе и виртуальных.
Заключение
Предлагаемая методика позволяет эффективно обучать специалистов различного уровня квалификации для одной из самых быстроразвивающихся областей — области CALS – технологий, заведомо востребованных в сфере производства и науки. Данная методика позволяет разрабатывать планы научных исследований, которые будут снабжены необходимыми ресурсами и результаты указанных исследований в области CALS – технологий найдут применение в промышленности и обучении. Вуз сможет существенно повысить конкурентоспособность своих выпускников за счет активного использования творческого потенциала ученых и производственников в учебном процессе.
Методы и методологии CALS – приложений в промышленности, науке и обучении получат дополнительный толчок в развитии за счет использования технологий и инструментальных средств ALM (CALS в информационной технологии).
Дополнительная информация
- Концепция комплексной подготовки специалистов по CALS-технологиям и ее апробация на базе УГАТУ
- Новое поколение средств модельной разработки
- Управление конфигурациями проекта с помощью AllFusion Harvest Change Manager
- Управление жизненным циклом приложений. Cтратегия и продукты компании Borland
За дополнительной информацией обращайтесь в компанию Interface Ltd.
|
INTERFACE Ltd. |
|
