CALS-технологии - одно из важных средств повышения эффективности промышленного сектора экономики России, качества и конкурентоспособности наукоемкой продукции и сложных технических систем.

CALS-технологии — одно из важных средств повышения эффективности промышленного сектора экономики России, качества и конкурентоспособности наукоемкой продукции и сложных технических систем. В своей новой статье эта же группа авторов описывает достигнутое состояние стандартов в данной области и их ближайшие перспективы

Как известно, CALS-технологии поддерживают весь жизненный цикл изделий. Их внедрение — весьма сложная, многоплановая и комплексная проблема, в которой одно из ключевых мест принадлежит стандартизации, то есть созданию комплекса взаимоувязанных нормативных документов (НД) — стандартов и методических рекомендаций по их применению в различных прикладных областях промышленности. Госстандарт России рассматривает стандартизацию в области CALS-технологий как одно из приоритетных направлений своей деятельности.

Нормативная база в области CALS-технологий должна, в частности, обеспечивать:

  • регламентацию непрерывной компьютеризированной поддержки жизненного цикла создания и экспорта сложной наукоемкой продукции с учетом требований международных и зарубежных стандартов;
  • формирование стандартизованного комплекса технологий работы с данными, имеющими отношение к жизненному циклу изделий, включая данные о самом продукте, процессах его создания и среде, что в конечном итоге направлено на эффективное совместное использование данных;
  • создание, внедрение и эксплуатацию типовых программно-аппаратных средств;
  • интеграцию информационных систем различных уровней и видов, систем автоматизированного проектирования и автоматизированного производства на основе применения технологии открытых систем и методов функциональной стандартизации.

Направления стандартизации в мире и в России

Эффективность применения CALS-технологий предполагает неукоснительное соблюдение всеми участниками жестко регламентированных стандартов, процедур, правил, технических решений.

Стандарты и методические материалы в области CALS-технологий в основном определяют общий подход, способ представления и интерфейсы доступа к данным различного типа, вопросы защиты информации и ее электронной авторизации (цифровой подписи).

За рубежом работы проводятся в рамках ИСО ТК 184. В США и других странах НАТО разработанные нормативные документы включают международные стандарты (ИСО), федеральные стандарты США (FIPS), военные стандарты США (MIL), стандарты стран НАТО. В настоящее время более 150 нормативных документов применяются на таких этапах жизненного цикла продукции, как проектирование и анализ бизнес-процессов, создание и эксплуатация изделий, материально-техническое снабжение (см. табл. 1).

В России работы по внедрению и стандартизации CALS-технологий находятся на начальном этапе. Коллегия Госстандарта России одобрила приоритетные направления работ в этой области (см. рис. 1).

Учитывая сложность задачи, Госстандарт России создал на базе Всероссийского научно-исследовательского института стандартизации (ВНИИстандарт) рабочую группу из специалистов институтов Госстандарта России и представителей заинтересованных министерств, ведомств и организаций для отражения их практических интересов. В состав рабочей группы вошли представители Минобороны, Минпромнауки, Минэкономразвития, Российской академии наук, ФУГК «Рособоронэкспорт», Минатома, Авиационного промышленного совета по CALS, НТЦ «ИНТЕГРО-Д», НИЦ CALS-технологии «Прикладная логистика», ГУ Федерального центра каталогизации.

Рабочей группой был разработан проект межведомственной инновационной «Программы стандартизации в области CALS-технологий на 2000-2003 гг.», который в настоящее время находится на стадии окончательного согласования и утверждения. Проект предусматривает создание комплекса нормативных документов по стандартизации (102 темы), являющихся системообразующими для процессов логистической поддержки сложных наукоемких изделий на всех стадиях жизненного цикла.

Программа стандартизации до 2003 года

На рис. 2 приведена классификационная структура объектов программы стандартизации в области CALS-технологий. Она охватывает все процессы жизненного цикла изделий: замысел (заказ), разработка (проектирование), производство (предоставление услуг), поставка (реализация), эксплуатация (техническое обслуживание), сопровождение (совершенствование, модернизация), утилизация.

Проект Программы включает в себя девять основных разделов.

1. Основные положение, общие принципы и правила

Разработку заданий раздела Программы предполагается провести с учетом нормативных документов MIL, FIPS и стандартов ИСО/МЭК.

2. Электронные информационные описания изделий

Предполагается использовать следующие источники:

  • обмен данными о модели изделия — прямое введение стандартов STEP;
  • библиотека деталей — прямое введение стандартов PLIB;
  • интерактивные технические руководства на изделия — разработка стандартов с учетом документов MIL.

3. Обмен коммерческими сообщениями

Раздел включает темы, предусматривающие применение стандартов EDIFACT (ИСО 9735 части 1-9 редакции 1998 года).

4. Каталогизация продукции при использовании в CALS-технологиях.

Этот раздел предусматривает разработку НД в рамках «Программы нормативно-технического обеспечения каталогизации продукции для федеральных нужд».

5. Документирование

Раздел охватывает вопросы взаимоувязки требований к документированию в действующих системах стандартов (в том числе ЕСКД, СРПП, ЕСПД и др.) с потребностями CALS-технологий. Предусматривается проведение соответствующих НИР и разработка на основе их результатов необходимых изменений или пересмотр действующих стандартов.

6. Управление и реализация проектов по созданию наукоемкой продукции

Раздел включает разработку рекомендаций по управлению проектами для всех процессов жизненного цикла в части оценки стоимости, временных и человеческих ресурсов, уровня качества.

7. Информационная безопасность в CALS-системах

Конкретные темы данного раздела предполагается определить в процессе реализации Программы в 2001 году.

8. Применение CALS-технологий в предметно-ориентированных областях

В данном разделе предусматривается разработка стандартов и рекомендаций с учетом документов MIL, определяющих требования к реализации логистической поддержки изделий.

9. Аттестационное тестирование компонентов и средств CALS-технологий

Этот раздел предусматривает разработку методом прямого применения государственных стандартов, вводящих международные стандарты ИСО по вопросам аттестационного тестирования.

Дополнительный раздел «Организационно-техническое и методическое обеспечение применения CALS-технологий» включает в себя формирование и сопровождение фонда международных стандартов и других нормативных документов CALS-технологий, а также работы по международной стандартизации в этой области.

Развивающиеся принципы информационного обеспечения CALS, в свою очередь, должны постоянно отслеживаться другими системами стандартов, например системой каталогизации продукции. Так, в качестве одного из перспективных направлений совершенствования системы каталогизации признано использование стандартов CALS-технологий и правил представления электронной документации для обмена данными в этой системе.

В результате такого взаимного влияния при реализации электронной документации в системе каталогизации она должна стать элементом CALS на этапах формирования государственного заказа, разработки и материально-технического обеспечения жизненного цикла продукции.

Разработанные нормативные документы — ГОСТ Р и методики

В настоящее время специалистами ВНИИстандарт с участием НИЦ CALS-технологии «Прикладная логистика» и НТЦ «Интегро-Д» выполнен комплекс работ по развитию нормативного обеспечения применения CALS-технологий в стране. В том числе разработаны и утверждены первые шесть ГОСТ Р по CALS-технологиям, гармонизированные с международными стандартами серии ИСО 10303 (части 1, 11, 12, 21, 41, 45).

1. ГОСТ Р ИСО 10303-1-99. Устанавливает общее описание стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303; описание структуры стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303; определение терминов, используемых в стандартах серии ГОСТ Р ИСО 10303; общее описание методов определения данных, используемых в стандартах серии ГОСТ Р ИСО 10303, включая язык описания данных EXPRESS и графическое представление моделей информации об изделии; введение в интегрированные ресурсы; введение в прикладные протоколы, которые используются для определения области применения, контекста и информационных требований приложения, а также представление прикладной информации; введение в методологию и основы аттестационного тестирования, предназначенного для оценки соответствия реализации стандартам серии ГОСТ Р ИСО 10303; введение в абстрактные тестовые последовательности, используемые в качестве основы аттестационного тестирования; введение в методы реализации, которые могут быть использованы в стандартах серии ГОСТ Р ИСО 10303.

2. ГОСТ Р ИСО 10303-11-2000. В настоящем стандарте определен язык EXPRESS, с помощью которого могут быть описаны аспекты данных об изделии.

В стандарте также определено графическое представление для подмножества конструкций в языке EXPRESS. Это графическое представление называется EXPRESS-G.

Пример конструкции на языке EXPRESS приведен во врезке.

ГОСТ Р ИСО 10303-11 описывает EXPRESS как язык определения данных. Язык состоит из элементов, которые позволяют однозначно определять данные и устанавливать ограничения на эти данные.

Область применения настоящего стандарта охватывает типы данных; ограничения на экземпляры типов данных.

Область применения настоящего стандарта не охватывает определение форматов баз данных; определение форматов файлов; определение форматов передачи; управление процессом; обработку информации; обработку особых ситуаций.

При разработке языка EXPRESS были использованы несколько языков, в частности Ада, Алгол, Cи, C++, Euler, Modula-2, Паскаль, PL/I и SQL. В языке EXPRESS добавлены некоторые возможности, которые делают его более подходящим для задач описания информационной модели.

3. ГОСТ Р ИСО/ТО 10303-12-2000. Настоящий стандарт определяет язык, на котором может быть описан (отображен) экземпляр (часть) рассматриваемой предметной области. Стандарт также определяет метод формального описания для поддержки спецификаций абстрактных тестовых (контрольных) примеров. Данный язык, называемый EXPRESS-I, родствен языку EXPRESS, определенному в ГОСТ Р ИСО 10303-11.

EXPRESS-I является языком реализации для языка концептуальной схемы, как определено в ИСО/ТО 9007, а конкретным языком концептуальной схемы, послужившим отправной точкой для EXPRESS-I, является EXPRESS. Язык EXPRESS-I позволяет отображать состояние предметов, принадлежащих к рассматриваемой предметной области, и блоки информации, относящиеся к этим предметам.

В область применения настоящего стандарта входит отображение экземпляров схем; отображение экземпляров типов и объектов (сущностей); данные абстрактного тестового (контрольного) примера; преобразование EXPRESS-схем и типов данных в экземпляры EXPRESS-I.

4. ГОСТ Р ИСО 10303-21-99. Определяет формат структуры обмена, использующий кодирование открытым текстом данных об изделии, для которого концептуальная модель определена в языке EXPRESS (ИСО 10303-11). Формат файла пригоден для передачи данных об изделии между вычислительными системами.

Определено преобразование из языка EXPRESS в синтаксис структуры обмена. В синтаксис структуры обмена может быть преобразована любая EXPRESS-схема.

5. ГОСТ Р ИСО 10303-41-99. Включает обобщенные ресурсы описания изделия (обозначение изделий, классификацию изделий, спецификацию определений изделия, взаимосвязей между изделиями и допустимых замен изделия, спецификацию представления образца изделия, спецификацию представления свойств изделия, описание прикладного контекста, в котором определены данные об изделии); обобщенные ресурсы управления (структура для соединения в прикладном контексте данных об изделии с соответствующими административными данными); ресурсы поддержки (описание ссылок на документы, описание действий, запросов на действие и статуса действий, описание сертификации, утверждений, классификаций защиты и применимости, обозначение контрактов, обозначение людей и организаций, спецификации дат и времени, обеспечение механизмов группирования элементов и ссылок на информацию, определяемую вне протокола обмена, определение физических величин и единиц физических величин).

6. ГОСТ Р ИСО 10303-45-2000. Настоящий стандарт определяет структуры ресурсов для свойств материалов изделия и характеристику значения числовых данных — как при их неопределенности (допустимости), так и при их достоверности (однозначности).

Область применения настоящего стандарта охватывает:

  • связь свойства материала с изделием;
  • спецификацию состава изделия в терминах количества и типа его компонентов;
  • спецификацию набора качественных и количественных условий, при которых свойство материала подходит для изделия;
  • характеристику значения числовых данных как при их неопределенности (допустимости), так и при их достоверности (однозначности);
  • требования к представлению свойства материала, включая свойства, которые измерены или определены;
  • свойства материала поверхности изделия, включая покрытия.

До конца 2001 года планируется утвердить еще ряд нормативных документов в данной области. Находятся в стадии разработки и подготовки к принятию следующие нормативные документы.

1. ГОСТ Р ИСО 10303-22. Определяет функциональные характеристики интерфейса доступа к данным. На данный интерфейс ссылаются как на стандартный интерфейс доступа к данным (СИДД — SDAI). СИДД определяет команды, доступные приложениям в целях получения и управления данными, структура которых определена с использованием языка EXPRESS (ГОСТ Р ИСО 10303-11).

СИДД описан в терминах, не зависящих от любого машинного языка или системы. При установлении требований к функциональным возможностям, определенным в настоящем стандарте, в конкретном машинном языке используют понятие языковой привязки СИДД (SDAI language binding). Языковые привязки СИДД для конкретных машинных языков определяются в группе стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303 по методам реализации.

2. ГОСТ Р ИСО 10303-31. Является основополагающим в ряду стандартов группы аттестационного тестирования, определяющих основы тестирования реализаций, заявленных на соответствие стандартам серии ГОСТ Р ИСО 10303. Настоящий стандарт частично основан на материалах ГОСТ Р ИСО/МЭК 9646-1, который выполняет те же функции по отношению к аттестационному тестированию взаимосвязи открытых систем (ВОС). Основные положения указанного стандарта в представленном документе адаптированы применительно к рассматриваемой области. Настоящий стандарт играет ту же роль для данной группы стандартов, что и ГОСТ Р ИСО/МЭК 9646-1 применительно к стандартам серии ГОСТ Р ИСО/МЭК 9646. Последующие стандарты группы аттестационного тестирования из серии ГОСТ Р ИСО 10303 также основаны на соответствующих стандартах серии ГОСТ Р ИСО/МЭК 9646. Настоящий стандарт применим не только к структурам обмена, но и к другим методам реализации.

3. ГОСТ Р ИСО 10303-32. Устанавливает конкретные методы и средства, способствующие применению данных методов конкретной испытательной лабораторией или клиентом при аттестационном тестировании. Стандарт определяет роли конкретной испытательной лаборатории и клиента в процессе оценки соответствия, необходимость обеспечения взаимопонимания между этими сторонами и требования к каждой из сторон.

Основной целью стандартизации процесса оценки соответствия является обеспечение приемлемой и практичной степени сравнимости результатов аттестационного тестирования аналогичных изделий. Для реализации этой цели должны использоваться стандартизованные тесты, а методы выбора и присвоения значений параметрам этих тестов должны быть одинаковыми. Конкретные виды представления результатов тестирования также должны быть одинаковы.

Настоящий стандарт должен использоваться вместе с проектом ГОСТ Р ИСО 10303-31.

4. ГОСТ Р ИСО 10303-203. Определяет прикладной протокол для использования данных об изделии в конкретном контексте, удовлетворяющем потребностям промышленности по обмену конфигурационно-управляемыми данными о проектируемом изделии в формате трехмерной машинной графики (включая детали и узлы).

Для определения конкретной компоновки сведений об изделии различные организации используют собственные автоматизированные системы. Общая компоновка сведений о конкретном изделии должна проводиться на основе использования данных из прикладных автоматизированных систем в целях формирования конкретной конфигурации изделия.

Данный прикладной протокол определяет обмен описаниями изделий в формате трехмерной графики и данными, определяющими конфигурацию изделий. Настоящий протокол связан только с фазой проектирования в жизненном цикле изделий. С помощью данного протокола можно обмениваться данными только о проектах деталей и сборочных узлов.

5. Рекомендации по стандартизации «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования по содержанию, стилю и оформлению». Настоящие рекомендации по стандартизации содержат общие требования к содержанию, стилю и оформлению интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР). ИЭТР выполняются в цифровой форме и отображаются конечному пользователю через электронную систему отображения (ЭСО), управляемую компьютером. В документе также содержатся требования к средствам интерактивного взаимодействия с пользователем и программному обеспечению ЭСО.

6. Рекомендации по стандартизации «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Требования к логической структуре базы данных». Настоящие рекомендации по стандартизации определяют требования к логической структуре баз данных, используемых для разработки и сопровождения интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) на промышленные изделия, а также баз данных, входящих в состав ИЭТР.

7. Рекомендации по стандартизации «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования». Настоящие рекомендации по стандартизации распространяются на методологию моделирования для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями.

8. Рекомендации по стандартизации «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Автоматизированный обмен технической информацией. Общие положения и требования».

Настоящие рекомендации по стандартизации распространяются на обмен между организациями или системами конструкторскими, технологическими, программными и другими проектными данными, представленными в электронном виде.

Рекомендации по стандартизации определяют основные правила формирования пакета технических данных для электронного обмена, форматы представления технических данных об изделии, а также устанавливают требования и соглашения к логическому распознаванию файлов независимо от среды передачи технической информации.

9. Рекомендации по стандартизации «Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь» (части 1 и 2).

Настоящие Рекомендации содержат основные термины и определения, относящиеся к стадиям жизненного цикла изделия. Рекомендации разработаны на основе государственных стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303, а также документов: DEF STAN 00-60 Integrated Support, MIL-Std-2549 Configuration Management Data Interface, CIMdata Glossary, Glossary of Product Data Management Related Terms, с уточнениями и дополнениями, отражающими национальную практику в области информационных технологий поддержки жизненного цикла продукции, в целях обеспечения гармонизации национальной терминологии с применяемой на международном и региональных уровнях.

* * *

Существует конкретный перечень документов, которые планируется разработать в последующие годы, но их представление, равно как и организационные и иные проблемы, существующие в области их разработки, могут быть предметом отдельной публикации.

Также отдельные публикации могут быть посвящены более детальному изложению уже разработанных НД и методов их применения.

Об авторах

Валерий Васильевич Васютович — начальник отделения, Сергей Сергеевич Самотохин и Георгий Станиславович Никифоров — старшие научные сотрудники ВНИИстандарт Госстандарта России. С авторами можно связаться по электронной почте: iakimov@gost.ru

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями