CALS son Concepto y definición, finalidad de la aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

En la historia del desarrollo de los sistemas de producción industrial, ocurrieron eventos que crearon los requisitos previos para un s alto tecnológico revolucionario. Y por el hecho de su existencia, provocaron un cambio en la fisonomía no solo de las empresas donde se realizaban procesos innovadores, sino del mundo entero. La creación de la primera máquina de vapor fue el impulso inicial para el surgimiento de máquinas y mecanismos tecnológicos, que cien años después se convirtieron en modernos equipos para la fabricación de productos. El descubrimiento de la inducción electromagnética se convirtió en la base de una nueva base elemental, desde la construcción de las primeras baterías recargables hasta las modernas computadoras, teléfonos y la parte eléctrica de diversos dispositivos. La introducción de Henry Ford de las primeras líneas de montaje de automóviles marcó la tendencia para las grandes empresas en las próximas décadas. Los métodos y conceptos de "Lean Manufacturing" de Toyota han hecho posible crear sistemas flexibles hechos a medida con un consumo mínimo de recursos y la máxima calidad del producto. De hecho, estamos hablando de revoluciones industriales en el campo de la producción y prestación de servicios.

Desarrollo intensivo de informaciónLas tecnologías en los campos de la comunicación y la comunicación, el diseño de sistemas complejos y el desarrollo de nuevas tecnologías de gestión de la información crearon los requisitos previos para el surgimiento de las siguientes innovaciones: estas son tecnologías CALS.

Relevancia de la aplicación

Hoy en día, prácticamente no hay tipos de actividad humana sin el uso de los resultados del desarrollo de la información. Medicina, industria ligera y pesada, industria del juego, actividades científicas e innovadoras: varios productos de software facilitan los procesos y, a menudo, son su elemento crítico.

Una mayor profundización de la informatización de las esferas de actividad de las empresas industriales hoy en día es una condición importante para el desarrollo exitoso de la economía. Los procesos de ingeniería inteligentes, los procesos automatizados para administrar las actividades de producción de una empresa, junto con su reequipamiento técnico y la creación de procesos tecnológicos computarizados innovadores, permiten en gran medida formar una producción óptima intensiva en recursos con una divulgación completa del potencial industrial.

Los métodos y enfoques progresivos de la gestión de la producción que han surgido en las últimas décadas suelen denominarse tecnologías logísticas. Esto se debe a que la logística explora y forma diversos flujos en las actividades productivas y organizacionales, que incluyen estructuras materiales, financieras y de información. Por lo tanto, es más correcto hablar de tecnologías CALS en logística.

La principal diferencia de este enfoque es crear un sistema de gestión que no automatice ciertos tipos de trabajo, funciones y tareas, sino que le permita formalizar todos los procesos de la empresa: diseño, producción, suministro, ventas, después -servicio de ventas.

Historia de la Creación

En términos generales, la tecnología CALS es el proceso de creación de un único espacio de información en un único sistema de soporte del ciclo de vida del producto. Con el desarrollo de los sistemas de producción, se hizo necesario desarrollar mecanismos y procedimientos para el rápido intercambio de datos entre varios sujetos de las relaciones de producción en diferentes etapas del uso de los productos.

Inicialmente, este concepto se implementó en el ejército de los EE. UU. para reducir la cantidad de papeleo, aumentar la eficiencia de la retroalimentación entre clientes y proveedores de armas y municiones, mejorar la capacidad de administración del sistema y reducir los costos generales para el área de información. La abreviatura CALS significaba "Computer Supply Support".

Con una eficiencia razonable (según datos experimentales, la productividad laboral ha aumentado significativamente y las pérdidas operativas han disminuido), con el tiempo, las tecnologías CALS y los sistemas CALS han ampliado significativamente su campo de actividad. Varias ramas de los sectores de ingeniería mecánica, construcción y transporte, el área de desarrollo de proyectos de industrias de alta tecnología. Es más, si inicialmente la aplicación se limitaba a la producción y operación, ahora el concepto era válidoen todas las etapas del ciclo de vida del producto, desde el análisis de mercado hasta el proceso de eliminación por obsolescencia física u obsolescencia.

Hoy en día, el uso de tecnologías CALS se ha convertido en una estrategia internacional para la gestión de procesos electrónicos sin papel en varios niveles del ciclo de vida del producto. Hay varias docenas de organizaciones que coordinan aspectos del desarrollo de estos sistemas a nivel de varios estados y alianzas (por ejemplo, la Alianza del Atlántico Norte).

Un breve resumen

Los principios fundamentales de las tecnologías CALS se basan en el control y la organización de las etapas de existencia del producto. Estos incluyen:

• garantizar la gestión del sistema (uso de espacios especiales de información);
• minimización de costos en todas las etapas;
• uso de mecanismos estándar para describir objetos gestionados (integración de flujos de información);
• diferenciación de elementos de programas basada en el uso de estándares comunes (interfaces de datos y acceso) y el uso de plataformas sobre una base comercial;
• representación de información sin papel con la prioridad de utilizar una firma electrónica;
• ingeniería asociada de todos los procesos;
• ajuste y mejora continua para crear un modelo de gestión óptimo.

Crear un plano de información implica resolver un problema en dos niveles:

• automatización de elementos individuales de producción y formación de flujos de gestión de información relacionadosdatos;
• composición de varios bloques de información (lo que, además de obtener un entorno de información homogéneo, también garantiza la composición de la estrategia global de la empresa).

El desarrollo oportuno y continuo de las tecnologías CALS es una condición necesaria para el desarrollo técnico del sistema de producción.

Los beneficios de un entorno integrado incluyen:

• proteger los datos a lo largo del tiempo (garantizar la integridad);
• brindar acceso a la información a todos los participantes del proyecto, independientemente de su posición en el espacio;
• minimizar la pérdida de datos;
• flexibilidad del sistema para responder a los ajustes realizados (los cambios están disponibles casi instantáneamente en todo el sistema);
• aumento del rendimiento de procesamiento;
• Potentes y diversas plataformas de soporte y diseño.

Ventajas de la tecnología CALS en ingeniería mecánica

Las perspectivas para el uso de CALS en empresas industriales radican en la formación de un entorno organizativo y de información especializado que permita:

• aumentar significativamente el nivel de cooperación entre diferentes industrias debido a estándares uniformes de procesamiento de información;
• reducir la influencia de la ubicación territorial de las empresas y, por lo tanto, limitar la influencia de las distancias en la eficacia de la interacción;
• cree elementos de producción virtual que le permitan controlar el diseño, la producción y el funcionamiento de los productos a nivel de tareas prácticas individuales;
• proteger los resultados del trabajo en función decontinuidad de los resultados del trabajo en todas las etapas del ciclo de vida del producto;
• optimice los costos reduciendo el papeleo;
• utilizar la "transparencia" de los procesos de gestión y control, gracias al desarrollo de modelos integrados;
• crear un poderoso soporte de información para todas las etapas del ciclo de producción;
• crear un sistema común de estandarización de información de productos;
• garantizar el nivel requerido de calidad del producto.

La aplicación de los fundamentos de las tecnologías CALS es extremadamente importante para mantener el nivel de desarrollo de la empresa con las tendencias modernas en el ámbito industrial internacional.

Enfoques generales para crear infraestructura de información

El mecanismo principal para el diseño y posterior adaptación de productos a la producción en serie es la preparación técnica de la producción. Como regla general, se implementa en tres etapas principales: desarrollo de diseño y documentación gráfica, desarrollo de tecnología y preparación del sistema de producción, así como la elección de opciones óptimas de diseño y tecnología desde el punto de vista de la eficiencia económica. Este procedimiento, desde el momento en que se utilizó en las empresas de defensa de la URSS a mediados de los años 60, se ha vuelto familiar para los sistemas del sector civil. Gracias a su uso, el tiempo de diseño y preparación para la operación de nuevas estructuras se ha reducido significativamente y el nivel de confiabilidad del producto se ha más que duplicado. Al mismo tiempo, significativoresultados de control de calidad.

La tecnología informática moderna tiene herramientas y enfoques que le permiten consolidar todos los datos de producción y presentarlos en forma de un modelo electrónico. Esto facilita el análisis de ingeniería, la creación de varias especificaciones de diseño (tecnológicas), el desarrollo de manuales técnicos y catálogos de soluciones técnicas listas para usar. Las tecnologías de informatización CALS, FDI son una tendencia general en el desarrollo de sistemas de diseño de producción.

Áreas de investigación

Ejemplos de tecnologías CALS son métodos de diseño de producción digital que respaldan la gestión del ciclo de vida del producto (Product Lifecycle Management), los llamados sistemas PLM.

Estos incluyen las siguientes clases de sistemas:

• CAD - (Diseño asistido por computadora) - resolución de problemas de diseño de productos y elementos; modelado de objetos en un plano (modelo 2D) y en el espacio (modelo 3D); medios para obtener dibujos; archivos de datos sobre elementos estructurales y creación de plantillas de documentos.
• CAE - (Ingeniería asistida por computadora) - estudio de las propiedades de los objetos (durante la fabricación y operación); creación de sistemas de verificación para el análisis del objeto según el modelo desarrollado; optimización de los parámetros del objeto de acuerdo con las condiciones y restricciones especificadas.
• CAM - (Fabricación asistida por computadora) - programación de controladores de máquinas CNC; estudio de las opciones de trayectoria de la herramienta según los algoritmos de la superficie mecanizada; análisis de conflictos geométricos; ajuste al equipo.
• PDM -(Gestión de datos de productos) - almacenamiento de datos y control de documentación; crear un archivo de muestras; garantizar el acceso a la información y su protección.

Gestión de recursos empresariales

Otra función importante de los métodos computacionales es la gestión en tiempo real de diversos recursos y flujos empresariales: logística, finanzas, almacenamiento, personal, planificación y marketing. Los sistemas que implementan las tareas anteriores se denominan sistemas ERP (Enterprise Resource Planning - gestión de recursos empresariales).

Estos sistemas representan una nueva metodología para administrar las tecnologías CALS, que implementa la funcionalidad requerida basada en una infraestructura de información especial.

Las funciones típicas de esta clase de productos de software incluyen:

• creación y control de varias especificaciones (le permite determinar el producto final, tener en cuenta todos los recursos necesarios para la producción);
• gestión de ventas (pronóstico de ventas de productos basado en planes de ventas);
• análisis de la necesidad de materiales (determinación del tamaño de lotes y tiempos de entrega, grupos específicos de materias primas y componentes);
• organización de las actividades de adquisición (formación de contratos de suministro, optimización de las actividades de almacenamiento de la empresa);
• planificar la utilización de las capacidades de producción (tanto a nivel de toda la empresa como de talleres o trabajos individuales);
• control de recursos financieros (contabilidady auditoría financiera).

Tenga en cuenta que las tecnologías CALS presentadas son la base conceptual del soporte de información para el ciclo de vida de la creación y operación de productos. Lo cual muestra su máxima eficiencia cuando ambos sistemas (PLM y ERP) se fusionan.

Uso del sistema

Las tecnologías CALS son, ante todo, un método de soporte de información para los procesos comerciales, que ha encontrado su aplicación en diversas áreas de actividad productiva. La eficacia de su difusión y uso se basa en el desarrollo sistemático de un entorno de información adecuado. Para lograr este objetivo, una condición necesaria es el uso de enfoques compositivos especiales para la formación de nuevos sistemas de soporte.

Un ejemplo de una empresa de este tipo en el mercado ruso es el Centro de investigación de tecnologías CALS "Logística aplicada". Las principales tareas de la empresa se encuentran en el plano de las plataformas progresivas y estándares para su uso. Las principales actividades son: la implementación del monitoreo operativo de varios datos de diseño y la minimización de pérdidas de productos.

Research Center for CALS-technologies: desarrollador de varias plataformas de creación conocidas. Hagamos una breve reseña de ellos.

clase de aplicación PDM

Representa una fuente de datos basada en modelos formalizados por normas ISO internacionales especiales.

Las características más comunes incluyen:

• control de la información sobre las principales propiedades de las estructuras;
• dispositivo de investigación paracambios posteriores del sistema;
• análisis del cumplimiento de los principios logísticos;
• recopilación de datos sobre los parámetros del componente de calidad de los productos;
• operaciones de matriz de control;
• garantizando la interacción de conjuntos de elementos (CAD-CAM, etc.).

Como puede ver, el uso de tecnologías CALS proporciona un control total del producto al nivel del elemento base del diseño.

Características adicionales:

• operación y control de listas de clasificadores (bancos de datos de referencia);
• gestión de la información de fabricación;
• administre los parámetros del producto en tiempo real;
• desarrollo de diagramas de árbol de la estructura variable de productos;
• trabajando con patrones de estructuras según opciones anteriores;
• análisis de las características de los elementos por varios indicadores;
• diseño del producto con documentación: modelos, dibujos, información textual, tablas de datos;
• trabajar con archivos;
• formación de especificaciones y declaraciones;
• gestión de datos de procesos tecnológicos, equipos, herramientas;
• detallado de la tecnología de fabricación (rutas, operaciones, transiciones);
• análisis de la interacción de las etapas tecnológicas con el elemento base del diseño;
• determinación de las tasas de consumo de varios recursos en el sistema;
• visualización de elementos de tecnología para la obtención de una herramienta;
• control de cambios por métodos de procesamiento;
• gestión de operaciones;
• brindar acceso a los datos;
• reconciliación de datos por e-mailfirmas;
• control de calidad;
• garantizar el funcionamiento del motor de búsqueda inteligente;
• variabilidad de los tipos de visualización, etc.

Como puede ver, el número y contenido de funciones es suficiente para obtener información completa para un análisis completo del proceso en cuestión.

Creador de guías técnicas

Trabajar con documentación sobre el funcionamiento de sistemas complejos. Se basa en requisitos internacionales que regulan los temas de apoyo logístico de los productos. La idea clave del estándar es trabajar con un conjunto de unidades de información. El concepto principal es la modularidad de la documentación. La información se fragmenta utilizando códigos especiales. Alcance: cualquier tipo de transporte, equipo militar, equipo.

Se proporciona una adaptación flexible a las condiciones cambiantes. El complejo es adecuado tanto para empresas matrices como para empresas relacionadas (fabricantes de materiales, componentes).

Suite LSA

Es un conjunto de procedimientos que implementa el soporte logístico de los sistemas productivos en el tiempo. Le permite resolver una serie de tareas, como determinar la confiabilidad de la criticidad de las fallas, crear un modelo funcional de mantenimiento, determinar la cantidad requerida de repuestos.

ATLAS

Una plataforma especializada diseñada específicamente para el procesamiento de datos sobre el funcionamiento de los sistemas técnicos de aviación. La seguridad especificada se garantiza mediante un control constante del estado. El análisis realizado y las actualizaciones posteriores permiten mejorar significativamenteahorro de costes.

Ejemplos de uso

Las tecnologías CALS en Rusia son utilizadas por muchas empresas nacionales, tanto del sector civil como militar. La documentación electrónica se utiliza para muchos productos. Por ejemplo, en aviación para aeronaves, helicópteros, motores y componentes de aeronaves. Además, está en marcha el desarrollo de sistemas de navegación, comunicaciones telefónicas y por radio y sistemas de control. Se utilizan en el diseño y desarrollo de equipos de automoción. Los elementos del sistema se utilizan en la Planta Mecánica de Voronezh, la corporación estatal "Rosatom", NPP "Aerosila", OJSC "Ferrocarril Ruso" y otros. Como puede ver, los ejemplos de tecnología CALS son bastante diversos.

Conclusión

La gestión de las tecnologías CALS es una tarea actual y moderna a la que se enfrentan las organizaciones. En la era de la informatización total, la presencia de espacios de información locales y globales es una estrategia clave de desarrollo. Los estándares CALS, basados en una variedad de sistemas de software, son la base para la creación de productos modernos de alta tecnología producidos por sistemas de producción automatizados.

Ha llegado el momento de elementos fundamentalmente nuevos de la organización de la producción, que se basan en procesos de gestión de extremo a extremo y la introducción de lugares de trabajo automatizados en el diseño y el entorno tecnológico. Y aunque el paso de equipos tecnológicos obsoletos a máquinas-herramienta con control numérico yLos centros de mecanizado multieje (y todas estas son tecnologías CALS) requieren enormes costos intelectuales, materiales y financieros, todas las empresas que quieran cumplir con el espíritu de los tiempos deben seguir este camino.