Система интегрированной логистической поддержки авиационной техники на основе CALS-технологий
Радикальное повышение эффективности создания и эксплуатации современной авиационной техники возможно лишь на основе информационных систем CALS (Continues Acquisition and Lifecycle Support - непрерывная поддержка поставок и жизненного цикла изделий).
О современных достижениях и идеологии организации разработки, производства и эксплуатации авиационной техники в РСК "МиГ" в соответствии с CALS рассказывается в статье заслуженного деятеля науки РФ, доктора технических наук, профессора А.Братухина, Генерального директора - Генерального конструктора РСК "МиГ" Н.Никитина и заместителя Председателя авиационного промышленного совета по CALS - Проблемного совета Российского авиационно-космического агентства, главного конструктора РСК "МиГ" по информационным системам В.Дмитрова.
CALS-системы предполагают также наличие виртуального предприятия логистической поддержки (ВПЛП) AT. Это бизнес-организация, обеспечивающая оптимальное осуществление и согласование как процессов проектирования и создания системы компьютеризированной интегрированной логистической поддержки (КИЛП AT), так и соответствующих процессов на всех этапах жизненного цикла изделия AT. ВПЛП является не совместным предприятием с общими ресурсами, а территориально распределенной организацией, объединенной лишь общими целями и задачами, реконфигурируемой в течение жизненного цикла изделия AT в соответствии с задачами текущего этапа. На первоначальном этапе, предшествующем непосредственно разработке изделия AT, после оформления соответствующих контрактов, партнерами ВПЛП становятся непосредственные участники разработки КИЛП AT. Затем, по мере наступления процессов проектирования, создания, испытаний, эксплуатации и утилизации изделия AT структура ВПЛП пополняется за счет новых партнеров.
Интегрированная логистическая поддержка авиационной техники это сегодня стратегия РСК "МиГ", осуществляемая в целях:
создания научной и практической базы для вхождения корпорации в мировое CALS-сообщество;
внедрения международных CALS-стандартов в функциональную деятельность по логистической поддержке всех этапов жизненного цикла самолетов марки "МиГ";
реинжиниринга бизнес-процессов корпорации на основе CALS-методологии;
совершенствования системы подготовки кадров для реализации программ кардинального перевода процессов создания новой авиационной техники на основу CALS.
Реализация избранной стратегии позволит создать интегрированную систему управления качеством продукции РСК "МиГ", действующую на всех этапах жизненного цикла изделий (ЖЦИ), что, как ожидается, обеспечит этой продукции высокую конкурентоспособность на внешних рынках. В первую очередь указанные изменения коснутся основной продукции корпорации самолетов МиГ-29, МиГ-29К; МиГ-31, УТС МиГ-АТ .
Для реализации своих планов в корпорации создана (на основе только международных CALS-стандартов) собственная Концепция разработки КИЛП AT. Базовые положения Концепции и созданный на основе стандартов CALS инструментарий по ее реализации прошли международную экспертизу (в Международном CALS-конгрессе, проходившем в США в 1997 г.).
Компьютеризированная интегрированная логистическая поддержка авиационной техники это совокупность средств управления процессом закупки авиационной техники, а также процессами ее создания, эксплуатации и модернизации. Создание системы КИЛП AT позволит как Заказчикам, так и Исполнителям снизить свои затраты с помощью более эффективной организации своей работы в рамках реализации конкретных контрактов, а также на протяжении всего жизненного цикла AT.
Структура системы КИЛП AT состоит из типовых элементов, имеющих конкретное воплощение при осуществлении поддержки AT на конкретном этапе ЖЦИ. Такими элементами являются:
исходная информация, носители информации, а также программно-аппаратные средства и технологии управления процессами поддержки на конкретном этапе ЖЦИ;
технические средства, ресурсы и технологии, обеспечивающие собственно процессы поддержки:
управленческий и технический персонал, участвующий при осуществлении поддержки.
Если учесть особенности этапа создания изделия, от которого напрямую зависят все остальные этапы, можно добавить следующие элементы системы КИЛП AT:
средства и технологии обеспечения требуемой надежности и долговечности элементов изделия AT;
средства и технологии обеспечения требуемого уровня эксплуатационной и ремонтной технологичности изделия;
средства и технологии обеспечения максимально возможной эффективности изделия AT при использовании по назначению;
средства и технологии по обеспечению стандартизации и межоперабельности (способность летательных аппаратов, силовых установок, оборудования, оборудования наземного базирования, а также подразделений их эксплуатирующих, взаимодействовать друг с другом, обмениваться информацией и материальными средствами).
Все указанные элементы системы КИЛП AT увязываются воедино в процессе проведения анализа логистической поддержки (АЛЛ), выполняемого на итеративной основе на протяжении всех фаз ее жизненного цикла.
Система КИЛП AT обеспечивает снижение стоимости имущества Заказчика, потребного для эксплуатации AT, за счет:
оптимизации Программы технического обслуживания и ремонта AT, формируемой в процессе проектирования AT;
идентификации данных на этапе эксплуатации изделия AT, что позволяет вести целенаправленные эффективные доработки AT с соответствующей реконфигурацией структуры и состава средств наземного обслуживания;
формального описания эффективного, интегрированного процесса закупок и поставки Заказчику пригодных к эксплуатационной поддержке изделий AT, инфраструктуры системы эксплуатации и стандартизованных цифровых данных, что существенно упрощает и удешевляет систему и имущество управления эксплуатацией AT;
обеспечения доступности для Заказчика цифровых данных о наличии в структуре складов Исполнителя материально-технических ресурсов и имущества, что позволяет существенно снизить запасы на своих складах.
Наиболее ответственным этапом разработки системы КИЛП AT является анализ логистической поддержки ЖЦИ.
Цель АЛП исходя из заданных начальных условий, используя типовые элементы поддержки AT, разработать конкретную структуру системы КИЛП AT.
АЛПосуществляется в виде последовательности этапов (фаз), В практике военных закупок во многих странах особое внимание уделяется фазе проектирования образцов авиационной техники и систем поддержки их эксплуатации. Именно на этом этапе закладываются все стоимостные и качественные показатели авиационной техники на все последующие стадии ее жизненного цикла.
Стадия проектирования и производства, как составная часть фазы закупки авиационной техники, может быть разбита на несколько этапов, для которых через систему функциональных стандартов можно регламентировать общий порядок работ в системе интегрированной логистической поддержки.
Одним из основных свойств, которым должно обладать изделие AT в результате оптимальной разработки, является пригодность к поддержке. Это означает способность к использованию всей полноты предоставляемых ресурсов со стороны системы КИЛП AT.
Анализ логистической поддержки для всех образцов авиационной техники осуществляется в виде последовательности выполнения стандартных заданий. Результаты АЛП должны быть помещены в специализированные базы данных.
На основании данных анализа логистической поддержки авиационной техники в дальнейшем осуществляется проектирование и создание системы КИЛП AT. Должно быть согласовано документальное сопровождение закупок/поставок авиационной техники (накладные, фактуры и т.д.), а также комплектующих, запасных частей и других материалов.
В силу важности данного этапа разработки КИЛП AT необходима специальная разработка стратегии АЛП что, в конечном счете, выливается в т.н. Программу АЛП реализуемую в течение всего жизненного цикла изделия.
Для вновь создаваемой AT анализ логистической поддержки сводится, например, к решению таких задач, как анализ концепции технического обслуживания и ремонта авиационной техники с данным вариантом конструкции, включая оценку следующих факторов:
способов функционирования данного варианта конструкции, надежности и пригодности к техническому обслуживанию и ремонту;
показателей безопасности, готовности и эффективности использования изделия AT;
потребного состава средств технического обслуживания и ремонта для данного варианта конструкции;
стоимости функционирования с учетом потребных средств наземного обслуживания и ремонта;
потребных ресурсов для поддержки и их стоимости;
стоимости обслуживания с данным вариантом конструкции:
В процессе АЛПформируются цифровые данные, которые хранятся в формате Отчетов по анализу логистической поддержки (ОАЛП). В рамках вышеуказанных стандартов данные Отчеты описаны в форме реляционной базы данных. В настоящий момент в рамках проекта PLCS (Product Lifecycle Support Поддержка Жизненного Цикла Продукта) эти данные описываются в соответствии с CALS-стандартами и предполагается, что такое описание будет оформлено в виде международного стандарта ISO.
При АЛП ранее созданной и находящейся в эксплуатации AT, анализу подвергается существующая (а не предполагаемые варианты, как в случае создания новой техники) инфраструктура технического обслуживания, ремонта и снабжения. В рамках такого варианта также возможна оптимизация информационных и материальных потоков на основе внедрения КИЛП AT. Но это будет вариант условной оптимизации стоимости на оставшийся период эксплуатации. В данном случае повысить степень оптимизации системы AT можно будет лишь за счет дальнейшей глубокой модернизации изделия AT (если таковая окажется эффективной и возможной).
План АЛП должен включать следующие элементы:
определение порядка осуществления программы АЛП для обеспечения выполнения требований к авиационной технике и к ее поддержке:
ответственность и взаимодействие исполнителей;
перечень выполняемых задач АЛП и их увязка на уровне исполнителей;
график выполнения, связь с другими программами интегрированной логистической поддержки;
порядок взаимодействия цифровых данных и задач АЛП с цифровыми данными задач, относящихся к системе КИЛП AT в целом. При этом осуществляется взаимодействие цифровых данных АЛП с цифровыми данными следующих программ: разработки AT; обеспечения безопасности AT; обеспечения надежности AT: обеспечения пригодности AT к техническому обслуживанию и ремонту; обеспечения живучести; обеспечения эргономичности AT; стандартизации; обеспечения первоначальных закупок; разработки электронных технических руководств: обучения и создания документации и оборудования для обучения; создания обеспечивающих устройств и материалов; испытания и оценки AT.
Исходной информацией для создания изделия AT и обеспечения поддержки являются сведения, устанавливаемые, как правило, Заказчиком, относящиеся к информационному блоку, который можно назвать "Условия функционирования системы эксплуатации".
Проектирование изделия AT не может не учитывать имеющийся опыт. Поэтому важной задачей является выбор прототипа, т.е. базовой системы, для правильного выбора направления работ и ускорения их сроков. При этом желательно иметь также базовую систему КИЛП AT (а при ее отсутствии хотя бы элементы этой системы).
При проведении АЛП выделяются те операции и задачи проектирования и технического обслуживания, где необходимо использование создаваемой КИЛП AT и откуда вытекают:
требования к ресурсам логистической поддержки для каждой задачи;
цифровые данные для использования в проектировании альтернатив КИЛП AT:
цифровые данные для составления документации КИЛП AT (электронных технических руководств, программ обучения, перечень состава персонала и специальностей и т.д.);
цифровые данные по запасным частям. Как указывалось, АЛП осуществляется в соответствии с перечнем стандартных заданий. Эти задания должны выполняться участниками Виртуального предприятия логистической поддержки (ВПЛП). Выходные данные анализа составляют содержание баз данных с материалами отчетов по АЛП, используемых для прогнозирования и управления стоимостью жизненного цикла, как отдельного образца авиационной техники, так и всего парка авиационной техники, состоящего на оснащении той или иной страны. Для обеспечения возможности автоматизированной обработки все элементы данных должны представляться в установленном формате и определенным способом кодироваться.
Реализация поддержки жизненного цикла изделия AT с использованием системы КИЛП AT должна быть построена в соответствии со специально разработанной технологией системного проектирования и управления, и основана на использовании единого набора цифровых данных. В интегрированной модели должны быть определены следующие задачи:
проектирование и производство AT;
техническое обслуживание и ремонт AT;
снабжение;
утилизация AT.
В системе КИЛП AT каждой из приведенных задач соответствует своя подсистема (модуль).
Создание, например, модуля поддержки технического обслуживания и ремонта в составе системы КИЛП AT нацелено на реализацию процедур учета авиационной техники и ее состояния исправности и боеготовности, учета и контроля работ по ее техническому обслуживанию, текущему и капитальному ремонту.
Особую роль играют процессы снабжения, поскольку они проявляются фактически на каждом этапе. По этой причине им уделяется большое значение. К ним относятся: выбор комплектующих, подлежащих закупке: кодирование изделий и их комплектующих; идентификация комплектующих; планирование закупок (поставок); администрирование заказов; складской учет и контроль; документальное сопровождение закупок (поставок).
Кодирование изделий AT и их комплектующих является начальным этапом процедуры кодификации в рамках создаваемого ВПЛП и осуществляется в соответствии с определенным контрактом. Данную процедуру выполняет Исполнитель, ответственный за обеспечение цифровых данных для процедур первичного снабжения.
Создаваемый модуль системы КИЛП AT должен иметь возможность формировать структуру и компоновку иллюстрированного каталога комплектующих в случаях, когда документация на комплектующие представляется на бумаге, микропленке. В случаях, когда документация на комплектующие представляется в цифровом виде, то данный модуль должен иметь следующие возможности:
обрабатывать информацию, требуемую для указания документа на предписанную систему, и описывать кодирование, ключевые слова и возможные характеристики, используемые для создания описаний типовых документов;
обеспечивать возможность представления логической структуры каждого типа документа в терминах элементов (объектов), их атрибутов (свойств) и сущностей, в которых они содержатся.
Поэтому, в данном модуле необходимо предусмотреть: структуру описаний типов документов; общую идентификацию наземного авиационного оборудования; общую идентификацию бортового оборудования, летательных аппаратов, двигателей; типы документов для определения конфигурации компонентов; общую идентификацию ISO.
Данный модуль должен иметь возможность разрабатывать интерактивные электронные технические публикации (инструкции, руководства, наставления и др.).
Процедуры планирования закупок/поставок осуществляются методом проведения опросов и получения котировок, включая информацию по ценам от Исполнителей в промышленности.
Архитектура системы КИЛП AT базируется на целевых установках концепции системы, разработанной в РСК МИГ.
Проектирование базы знаний КИЛП AT предназначено для формирования единого семантического пространства, охватывающего процессы, обеспечивающие: анализ логистической поддержки; поддержку проектирования и производства AT; поддержку технического обслуживания и ремонта AT; поддержку снабжения.
Данное единое семантическое пространство должно предоставить всем участникам ВПЛП согласованное определение понятий и отношений, описывающее различные аспекты КИЛП AT в рамках совместно решаемых задач. Описания включаются в единый словарь понятий и используются в дальнейшем при: создании единой информационной модели состава изделия AT; при функциональном, структурном и коммуникационном проектировании КИЛП AT; формировании логической структуры базы данных КИЛП AT.
Проектирование информационной модели состава изделия AT предназначено для обеспечения ввода, проверки корректности, накопления, хранения и передачи цифровых данных об изделии, определяющих:
структуру и состав изделия с учетом версий (модификаций), т.е. перечень, координаты местоположения на летательном аппарате и соподчиненность входящих в изделие компонентов (например: изделие агрегаты узлы детали, с указанием, является ли любой компонент изделием собственного изготовления, покупным или др.), а также схемы их соединения (электрические, гидравлические и т.д.);
геометрические трехмерные модели компонентов изделия (каркасные, граничные точные, фасеточные твердотельные с топологией или без нее и др.);
техническое состояние элементов и систем изделия, обусловленное эксплуатацией изделия, а также обеспечиваемое работами по техническому обслуживанию и ремонту;
показатели надежности, готовности и эффективности AT в результате проведенных работ на AT;
все виды документации, сопутствующие эксплуатации AT, а также конструкторскую текстовую и графическую документацию на изделие в целом и его компоненты (ТЗ, рабочие проекты, расчетные и пояснительные записки, дизайнерские наброски и эскизы, геометрические модели и др.);
данные о вариантах комплектации и изменениях изделия;
экспорт данных об изделии в стандартный нейтральный формат STEP АР1203 или в текстовый файл с настраиваемой структурой для последующей загрузки в различные прикладные системы.
Функционально-структурное проектирование системы КИЛП AT предназначено для определения логической структуры деятельности по реализации КИЛП AT. При этом определяются:
иерархический состав функций (в результате анализа логистической поддержки AT) в их причинно-следственной связи;
состав организаций или их подразделений (непосредственно осуществляющих производство и управление), входящих в состав ВПЛП и т.д.
Коммуникационное проектирование ВПЛП предусматривает создание системы электронного документооборота и сети транспортирования ресурсов в рамках осуществления деятельности ВПЛП.
Создание системы электронного документооборота включает в себя:
проектирование маршрутов перемещения информационных ресурсов между рабочими местами;
определение форматов считывания/записи информационных ресурсов;
проектирование средств формирования информационных ресурсов:
назначение прав доступа к информационным ресурсам для каждого рабочего места и т.д.
Формирование единого для всех участников ВПЛП информационного пространства, обеспечивающего обмен всей необходимой в ходе его функционирования информацией, осуществляется в процессе информационного моделирования.
Для осуществления взаимодействия партнеров ВПЛП при выполнении работ в рамках логистической поддержки AT и сопровождения проекта системы КИЛП AT в реальном масштабе времени разрабатывается система управления проектом КИЛП AT.
Данная система должна быть реализована в соответствии с требованиями международной коалиции по Системам Управления Потоками Работ (Workflow Management Coalition (WFMC)). Главным назначением систем такого класса является автоматизация разнообразных бизнес-процессов логистической поддержки, представляющих собой комбинированный человеко-машинный комплекс.
Процессор Потоков Работ (ППР) должен являться серверной частью программного комплекса управления потоками работ, ядром всей системы КИЛП AT. С помощью ППР реализуется вся логика работы с заданиями в рамках ВПЛП (мониторинг их состояния, состояния необходимых ресурсов, очередности запуска, синхронизация работ и т.д.). Взаимодействие ППР с внешним миром должно осуществляться через клиентские модули.
Взаимодействие клиентов с сервером осуществляется в рамках глобальной (локальной) сети типа Intemet/lntranet через соответствующие сетевые протоколы.
Для обеспечения равномерной загрузки серверов ППР и, в целях резервирования, модули ППР ориентируются на взаимодействие между собой через сетевые протоколы Intemet/intranet. Из нескольких ППР может быть построена иерархическая система распределенного управления ВПЛП.
В конечном итоге, ППР предназначен для: регистрации клиентов при подключении к системе КИЛП AT, проверки имен и паролей, учета посещаемости и т.д.; осуществления разграниченного доступа к данным по проекту системы КИЛП AT для клиентов в соответствии с их правами и полномочиями; своевременной рассылки клиентам заданий по проекту системы КИЛП AT, учета хода их выполнения, уведомления о прерываниях, срывах, просроченности и выполнении заданий; пересылки приказов, команд, отчетов, уведомлений и т.д. от клиента к клиенту, широковещательное уведомление об общепроектных событиях.
Клиентская часть должна являться интерфейсом между ППР, выполняющим все функции по управлению заданиями (работами) в рамках проекта КИЛП AT и пользователями, работающим с этим программно-методологическим комплексом.
Ввод заданий в систему, изменение их состояния, регистрация результатов любое взаимодействие с внешним миром осуществляется через модули клиентов.
Один и тот же клиентский модуль может взаимодействовать с несколькими ППР, если этого требуют стоящие перед этим клиентом задачи. Клиентская часть предназначена, в частности, для интеграции различных приложений системы КИЛП AT (Программного обеспечения (ПО) администрирования и мониторинга, ПО Управления Проектом системы КИЛП AT и специализированное ПО) в единую систему за счет использования протокола IntegroDPMI, стандартных интерфейсов SGML (стандарты по обмену электронными документами), STEP(SDAI) (стандарты по обмену цифровыми данными об Изделии), ЕШРАСТ/ЦМ (стандарты по обмену электронными сообщениями) и специальных конвертеров в них. В качестве клиентской части может выступать другая серверная часть (ППР), управляющий заданиями более низкого уровня. Это позволяет организовать иерархически структурированное управление работами в рамках ВПЛП.