Новая форма управления производством

Сергей Абламейко, генеральный директор ОИПИ НАН Беларуси, член-корреспондент
Владимир Грабауров, профессор кафедры моделирования и прогнозирования экономики БГАТУ, доктор технических наук
Александр Гривачевский, заведующий лабораторией ОИПИ НАН Беларуси, кандидат технических наук
Сергей Медведев, заместитель генерального директора ОИПИ НАН Беларуси,
доктор технических наук

Все более жесткое соперничество на международном рынке ставит перед промышленниками различных стран новые проблемы. К их числу относятся:
• ограниченность времени, необходимого для создания изделия и организации его продажи;
• повышение качества процессов проектирования и производства;
• конкуренция на рынке эксплуатационного обслуживания;
• непосредственное снижение затрат (прямых капитальных; оплаты труда в производстве, подразделениях логистики и т.д.).

Для создания конкурентоспособной продукции важно понять причины, ограничивающие рост эффективности промышленности, и найти средства для решения проблем.

В течение многих десятилетий общепринятой формой представления результатов интеллектуальной деятельности и инструментом 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 широко внедряться разнообразные средства и системы автоматизации бумажной документации: системы автоматизированного проектирования (САПР) — для изготовления чертежей, спецификаций, технологического сопровождения; 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 в. стало ясно, что все эти довольно дорогостоящие средства не оправдывают тех надежд, которые на них возлагались: разумеется, некоторое повышение производительности труда происходило, однако не в тех масштабах, которые прогнозировались. Дело в том, что они не решают проблем информационного обмена между различными участниками жизненного цикла изделия (заказчиками, разработчиками, производителями, эксплуатационниками 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 бумажные носители ограничивают возможности использования современных IТ. 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 они измеряются тысячами и десятками тысяч листов, а по некоторым изделиям — тоннами. При использовании бумажных документов возникают значительные трудности в поиске необходимых сведений, внесении изменений в конструкцию и технологию изготовления продукции.

Увеличение количества участников проекта по разработке изделия приводит к возникновению серьезных проблем при обмене информацией между ними из-за наличия коммуникационных барьеров (например, из-за несовместимости компьютерных систем). По мере роста сложности процессов, изделий и услуг появлялись трудности с информационным обеспечением управления. Поэтому поэтапно возникли: MRP (Material Requirements Planning), MRP II (Manufacturing Resource Planning), ERP (Enterprise Resource Planning). Учитывая огромное разнообразие подходов к моделированию процессов, Департамент обороны США в 80-х гг. прошлого века был вынужден создать единую технологию информационных связей, получившую название «CALS-технологии».

Тогда эта аббревиатура расшифровывалась как «компьютерная поддержка логистических систем» (Computer-Aided of Logistics Support). В 1988 г. CALS-технологии получили название «компьютеризированные поставки и поддержка» (Computer-Aided Acquisition and Support). В 1993 г. сокращением CALS стала называться «поддержка непрерывных поставок и жизненного цикла» (Computer Aided Acquisition and Lifecycle Support). Это позволило интегрировать процессы на всем пути создания изделия — от выражения потребности в нем до его утилизации. Через два года жизнь снова внесла коррективы в смысловое значение понятия, и в 1995 г. CALS стали трактовать как «бизнес со скоростью света» (Commerce At Light Speed), чему немало способствовал перенос CALS-технологий в русло IТ и электронной коммерции. Позже было принято название «непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции» (Computer Acquisition and Lifecycle Support).

Сегодня CALS-технологии представляют собой современную организацию процессов разработки, производства, послепродажного сервиса, эксплуатации изделий путем информационной поддержки процессов их жизненного цикла на основе стандартизации методов представления данных на каждой его стадии и безбумажного электронного обмена данными.

Революционный характер базовой идеи внедрения CALS определяется тем, что при этом предполагается отказ от бумажной технологии оформления технической документации, базирующейся на сотнях стандартов ЕСКД, ЕСТД, СРПП, а также замена многочисленных автономных систем автоматизированного проектирования, подготовки производства и т.д., которые не решают проблем информационного обмена между различными участниками жизненного цикла изделия (заказчиками, разработчиками, производителями, эксплуатационниками) на интегрированную информационную среду.

Тот факт, что за короткий период своего существования CALS-технологии 5 раз меняли свое имя, свидетельствует об их больших и еще не полностью раскрытых возможностях. Это не просто технологическое новшество, это новая форма управления современным хозяйством, обеспечивающая:

• пересмотр путей ведения бизнеса;
• использование программных средств, поддерживающих международные стандарты, многие из которых уже широко применяются;
• более эффективное использование информации;
• новый метод сотрудничества между предприятиями-партнерами.

Насколько важно использование CALS, свидетельствуют показатели эффективности их внедрения в промышленности США. С помощью новых технологий были сокращены:

• затраты на проектирование — от 10 до 30%;
• время вывода новых изделий на рынок — от 25 до 75%;
• доля брака и объема конструктивных изменений — от 23 до 73%.
• затраты на подготовку технической документации — до 40%;
• средства на разработку эксплуатационной документации — до 30%;
• период разработки изделий — от 40 до 60%.

В этой связи в промышленно развитых странах в области CALS активно реализуются широкомасштабные программы, направляемые и координируемые государственными структурами. Сейчас в мире действует более 25 национальных организаций по развитию этих технологий, в том числе в США, Японии, Канаде, Великобритании, Германии, Швеции, Норвегии, Австралии и других странах.

Ситуация на мировом рынке наукоемкой продукции развивается в сторону полного перехода на безбумажную электронную технологию проектирования, изготовления и сбыта продукции. После 2000 г. все труднее продать на внешнем рынке машинно-техническую продукцию без соответствующей международным стандартам безбумажной электронной документации. Предположительно, в ближайшие несколько лет мировой рынок наукоемких технологий полностью перейдет на стандарты CALS.

Эффективность новых технологий оказалась столь высока, что происходит размежевание стран на использующие их и еще не готовые к применению. Развитые государства организовали узкую и закрытую организацию под названием «Международный CALS-конгресс» (ICC). Официально заявлено, что ICC проводит политику неподдержания тех, кто отстает в сфере CALS-технологий. Можно сказать, что CALS-технологии фактически становятся пропуском в «закрытый клуб» мирового авангарда.

Необходимость применения CALS-технологий в Беларуси

В связи с тем, что CALS-технологии являются дорогостоящими, их применение оправдано в первую очередь для сложных наукоемких производств. Рассмотрим целесообразность развития таких технологий в Беларуси.

В республике существует ряд крупных предприятий, которые взаимодействуют с сотнями поставщиков комлектующих. К числу таких относится Белорусский автомобильный завод (БелАЗ), выпускающий карьерные самосвалы. Он занимает треть мирового рынка, и 97% комплектующих производится за пределами нашей страны, поэтому завод нуждается в четко налаженных связях. Еще одним гигантом мирового уровня является Минский тракторный завод (МТЗ), выпускающий колесные тракторы. Помимо БелАЗа и МТЗ есть десятки других флагманов отечественной индустрии, нуждающихся в применении CALS-технологий.

Беларусь обладает развитым промышленным производством, которое позволяет выпускать современную конкурентоспособную продукцию, и имеет значительный потенциал в разработке и использовании информационных систем, а CALS-технологии являются наиболее эффективным средством повышения конкурентоспособности предприятий в информационную эру. Кроме того, их использование имеет существенный косвенный эффект — приводит к совершенствованию систем управления предприятиями и производственной философии сотрудников.

В силу вышеизложенного применение в промышленности республики CALS-технологий является не просто актуальным, но и необходимым. Если белорусским производителям в ближайшее время не удастся решить проблему эффективного использования CALS-технологий как средства повышения конкурентоспособности наукоемкой продукции, то это будет иметь негативные последствия для экономической и оборонной безопасности страны. Поскольку зарубежные фирмы создают ограничения для доступа на рынок продукции, не соответствующей стандартам CALS-технологий, то отечественные предприятия не смогут взаимодействовать на одном информационном языке с зарубежными партнерами, проиграют в конкуренции по качеству, скорости поставок, стоимостным и другим показателям. При этом необходимо учитывать, что даже при всемерной поддержке путь от осознания необходимости применения CALS-технологий до получения реальных результатов занимает 5—7 лет, а задержка с их внедрением может привести к потере внешнего рынка.

Этапы развития CALS-технологий

Наша страна подключилась к разработке CALS-технологий в 2005 г. Приказом председателя Государственного комитета по науке и технологиям от 23.05.06 г. №112 была учреждена Государственная научно-техническая программа «CALSтехнологии». Для наработки первоначального опыта были привлечены 3 промышленных предприятия: БелАЗ, МТЗ и Витебский телевизионный завод «Витязь». Для решения вопросов стандартизации в программе также участвует Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации. Государственный заказчик — Министерство промышленности Республики Беларусь. Головной организацией-исполнителем является Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси.

Основные цели программы «CALS-технологии» заключаются в следующем:

• разработка и внедрение на ведущих промышленных предприятиях современных образцов информационных систем, поддерживающих жизненный цикл продукции в соответствии с действующими отечественными и международными стандартами;
• отработка технологии создания и внедрения единой информационной среды для субъектов хозяйствования, реализующих электронное безбумажное взаимодействие в ходе выполнения процессов конструкторско-технологической подготовки производства, материально технического обеспечения и управления качеством продукции на основе электронного обмена данными и электронной цифровой подписи;
• создание нормативно-методической базы, регламентирующей электронный обмен данными и применение электронной цифровой подписи;
• обеспечение информационно-технического перевооружения и реорганизации предприятий;
• повышение их экспортного потенциала за счет выпуска более качественной продукции, гибкого и оперативного реагирования на запросы потребителей, сокращения сроков освоения новых образцов конкурентоспособной продукции;
• снижение себестоимости товаров за счет сокращения объемов опытно-экспериментальных работ, оптимизации технических характеристик изделий, решение принципиально новых наукоемких проектных задач, снижение материало- и энергоемкости, уменьшение брака в проектировании и производстве;
• сокращение издержек на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт изделий.

Цели задания ГНТП соответствуют приоритетным направлениям научно-технической деятельности на 2006—2010 гг., утвержденным Указом Президента Республики Беларусь от 06.07.2005 г. №315 (направлению 4 «Информационные и телекоммуникационные технологии»).

Проекты научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, намеченные для выполнения в программе, реализуются по трем направлениям развития информационных технологий. Первое связано с созданием нормативно методологической базы интегрированной информационной среды. Второе включает разработку инвариантных прикладных программно-методических средств, ориентированных на разнообразные приложения в предметных областях. Третье — проекты информационной поддержки и сопровождения жизненного цикла новой продукции на предприятиях стратегических отраслей промышленности, а также подготовки и переподготовки кадров.

К настоящему времени в рамках ГНТП «CALS-технологии» получены следующие практические результаты:

• разработаны системная часть технического проекта, аппаратно-программный стенд отработки проектных решений по созданию корпоративной информационной системы (КИС) «CALS-BELAZ» при формировании комплекса базовых компонентов информационной технологии поддержки процессов жизненного цикла продукции Белорусского автомобильного завода;
• завершена опытная эксплуатация на РУПП «БелАЗ» подсистемы конструкторской подготовки производства, реализующей процесс проектирования продукции в среде электронного документооборота и управления работами, в ходе которой были формализованы описания бизнес-процессов конструкторской подготовки производства на базе международных стандартов и методологии IDEF0, разработаны и реализованы в программной среде технические регламенты маршрутизации конструкторских документов, процедуры электронной цифровой подписи электронных документов.

Опытная эксплуатация показала возможность и необходимость внедрения безбумажной технологии в процессах конструкторской подготовки производства с переходом в дальнейшем на весь жизненный цикл поддержки изделий;
• разработаны технологии информационной интеграции действующих на предприятии систем управления данными об изделии на этапах проектирования и технологической подготовки производства и автоматизированных систем управления на этапах изготовления и эксплуатации на базе единой информационной среды;
• созданы структура и форматы технических и организационно-распорядительных электронных документов для использования во всех информационных подсистемах БелАЗа;
• проведена техническая адаптация открытых международных стандартов для использования в КИС «CALS-BELAZ» в качестве основы для доработки нормативной базы Белорусского автомобильного завода по реализации информационного взаимодействия всех автоматизированных подсистем, функционирующих на предприятии;
• разработаны проектные решения по созданию на БелАЗе инфраструктуры открытых ключей для организации полномасштабного оборота электронных документов с электронной цифровой подписью как на предприятии, так и при взаимодействии с внешними предприятиями и организациями, в том числе:
• по центру управления ключевой системой;
• по серверу хранилища сертификатов;
• по архиву сертификатов;
• по рабочему месту администратора центра сертификации;
• рассчитаны проектные показатели надежности корпоративной информационной системы и нормативы обеспечения запасными частями для компьютерно коммуникационной инфраструктуры предприятия;
• определены основные решения по обеспечению информационной безопасности, в том числе по практическому применению республиканских и международных стандартов в области защиты информации.
Разработаны проект стандарта предприятия «Политика информационной безопасности РУПП «Белорусский автомобильный завод» и рабочая конструкторская документация на комплекс поддержки электронной цифровой подписи корпоративной информационной системы «CALS-BELAZ» с обеспечением требований критериев безопасности информационных технологий.

Согласно плану обновления компьютерной техники предприятием проведено дооснащение подразделений ПЭВМ (102 ед.), выводящей техникой (25 ед.), дополнено сетевое оборудование (5 ед.), проведена модернизация компьютерного оборудования.

Реализация данного проекта позволит сократить:

• время поставки новой продукции на рынок — на 25—30%;
• период разработки изделий по сравнению с ручной технологией — на 40— 60%;
• средства на проектирование — на 10— 30%;
• затраты на разработку технической документации — на 30—40%;
• долю брака — на 20—30%.

Предполагаемый срок окупаемости бюджетных средств составит 1,5—2 года.

О результатах выполнения программы на Минском тракторном заводе и Витебском телевизионном заводе «Витязь» можно узнать из других статей данного номера журнала «Наука и инновации» (см. стр. 18—20).

Для развития и внедрения CALS-технологий в промышленности страны в рамках программы были разработаны и представлены на утверждение в Госстандарт окончательные редакции проектов государственных стандартов Республики Беларусь:
• СТБ ИСО/ТУ 10303-1121 «Системы промышленной автоматизации и интеграции. Представление и обмен данными о продукции. Часть 1121. Модуль прикладных программ. Идентификация документа и версии»;
• СТБ ИСО/ТУ 10303-1122 «Системы промышленной автоматизации и интеграции. Представление и обмен данными о продукции. Часть 1122. Модуль прикладных программ. Присваивание атрибутов документа»;
• СТБ ИСО/ТУ 10303-1123 «Системы промышленной автоматизации и интеграции. Представление и обмен данными о продукции. Часть 1123. Модуль прикладных программ. Определение документа»;
• СТБ ИСО/ТУ 10303-1124 «Системы промышленной автоматизации и интеграции. Представление и обмен данными о продукции. Часть 1124. Модуль прикладных программ. Структура документа»;
• СТБ ИСО/ТУ 10303-1126 «Системы промышленной автоматизации и интеграции. Представление и обмен данными о продукции. Часть 1126. Модуль прикладных программ. Свойства документа».

Первоочередными потребителями научно-технической продукции, разрабатываемой по ГНТП «CALS-технологии», являются БелАЗ, МТЗ и «Витязь». Перспективные потребители разработок — ПО «Интеграл», ПО «Горизонт», ОАО «Бобруйскагромаш» и другие. Планируется, что применение CALS-технологий в промышленности приведет к увеличению продаж. Применительно к первым трем предприятиям прогнозируемый рост выпуска товаров составит 2%. При объеме производства, равном примерно 1,21 млрд руб., годовой прирост продукции ожидается на 24 млрд руб. Предполагаемый срок окупаемости вложенных в разработку средств по расчетам специалистов составит от 1 года до 2 лет. Кроме того, должно сократиться время освоения новой техники, прогнозируется увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической и эксплуатационной документацией, активизация электронной торговли, поиска партнеров и потребителей. Существенно повысится качество продукции и услуг.

Выполнение предусмотренных программой мероприятий принесет несомненную пользу благодаря повышению эффективности работы предприятий за счет использования в их управлении информационных технологий. Тем не менее, с позиции мирового уровня развития CALS-технологий действующая программа представляет собой только вводный этап в громадный комплекс работ по их созданию.

Нам приходится догонять передовые страны, имеющие 20-летний опыт развития CALS-технологий и работающие в тесном взаимодействии. Там подобными проектами занимаются государственные и международные организации, а также самые передовые фирмы, затрачивая на эти цели десятки миллиардов долларов. Чтобы Беларусь имела шансы находиться среди участников клуба CALS-технологий, ей необходимо решить ряд имеющихся у нее проблем.

Необходимо:
• разработать концепцию долговременного развития CALS-технологий в республике;
• подготовить предложение по объединению усилий специалистов нашей страны и Российской Федерации по CALS-технологиям в рамках совместной программы или отдельных проектов;
• организовать взаимный обмен опытом в применении CALS-технологий между белорусскими и российскими предприятиями путем кадровых стажировок, проведения конференций, школ, семинаров; • привлечь специалистов по экономическому анализу и управлению предприятиями к участию в программе «CALSтехнологии».