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CALS與PDM比較研究

時間:2011-02-26 19:31:01 來源:

裝備采辦信息化是要把電子信息技術廣泛應用于裝備采辦全過程各個階段,應用到裝備采辦管理和技術的各個方面.其目的是通過對信息技術的應用、開發(fā)和使用各種信息資源,提高裝備采辦管理水平、裝備研發(fā)能力、綜合保障水平.由此可見,它需要強有力的技術支持,本文所論述的CALS與PDM均可以有效促進裝備采辦信息化的實現(xiàn),但在實施過程中,只有選擇最適合我軍現(xiàn)狀的方法,才能在最大限度上達到目的。因此,必須對它們做出比較,綜合吸收兩者的精華并加以應用,進一步促進我軍武器裝備采辦信息化的發(fā)展。

1、CALS與PDM的概念

持續(xù)采辦和全壽命保障(CALS)是指在產(chǎn)品全壽命過程中各環(huán)節(jié)綜合利用計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、多媒體、計算機仿真等先進信息技術,對所產(chǎn)生的技術信息數(shù)據(jù)進行數(shù)字化、標準化,進而網(wǎng)絡集成化。通過改進業(yè)務和生產(chǎn)模式,使用網(wǎng)絡或其他介質(zhì)對需要傳遞共享的技術數(shù)據(jù),或按統(tǒng)一格式進行交換,或?qū)崿F(xiàn)共享。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)是指對產(chǎn)品全壽命數(shù)據(jù)和過程進行有效管理的方法和技術的總稱閱。

雖然CALS與PDM的主要工作都是數(shù)據(jù)管理、綜合集成、工作過程管理,但由于CALS是由美國國防部最先發(fā)起,其影響和應用范圍比較廣闊。推行的力度較大,因此發(fā)展較快。而PDM起源于工業(yè)部門,其推行的力度受到企業(yè)規(guī)模與實力的限制,發(fā)展較為緩慢。但近年來,它對企業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用,這促使我們將對PDM的研究引入軍方,以促進裝備采辦信息化的實現(xiàn)。

2、CALS與PDM的比較

CALS與PDM是西方發(fā)達國家在促進產(chǎn)品全壽命管理方面所作的不同的成功探索,其潛能正在不斷得到發(fā)揮。對我國而言,近幾年來,軍方已越來越重視對CALS的研究,并在理論上得出一些成果,但工業(yè)部門卻大力發(fā)展PDM并有許多成功的應用.為促進我軍裝備采辦信息化的盡快實現(xiàn),應借鑒工業(yè)部門的成功經(jīng)驗,從多個方面比較兩者的異同,并根據(jù)我國裝備采辦管理的現(xiàn)狀找出綜合應用CALS與PDM的結合點。

2.1實質(zhì)不同

由定義可知,CALS既不是某一種具體硬件或軟件,也不是某一種單一計算機技術應用,更不是一種可以購買得到的現(xiàn)成系統(tǒng),而是一種以網(wǎng)絡信息技術為基礎組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的模式,是從客戶出發(fā),尋求如何快速獲得所需產(chǎn)品的解決方法。它通過信息技術為核心的一系列先進制造技術的綜合應用,建立一個開放的、集成化的數(shù)據(jù)環(huán)境(integrateddataenvironment,IDE),進而實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部有機集成以及不同地域或全球范圍內(nèi)不同企業(yè)的集成,以此達到快捷、高質(zhì)量、低成本地獲取/提供目標產(chǎn)品的目的。而PDM是以軟件為基礎的一門管理所有與產(chǎn)品相關的信息(包括電子文檔、數(shù)字化文件、數(shù)據(jù)庫記錄等)和所有與產(chǎn)品相關的過程〔包括工作流程和更改流程)的技術.它提供產(chǎn)品全壽命的信息管理,并可在企業(yè)范圍內(nèi)為產(chǎn)品設計和制造建立一個并行化的協(xié)作環(huán)境。

2.2實施目的及范圍不同

雖然CALS與PDM都包括技術文檔電子化、信息集成等基礎性工作,但其實施的目的和范圍有很大區(qū)別。從實施目的看,CALS是通過技術文檔電子化、技術信息集成服務、改進工作流程和生產(chǎn)模式達到提高采辦效率的目的。而實施PDM更主要的是為了在保證質(zhì)量和成本限額的基礎上縮短產(chǎn)品的上市時間,以適應日益劇烈的市場競爭.由此可以看出,CALS的實施更有利于買方的利益,而PDM的實施則偏重于滿足賣方的利益。對于武器裝備這種特殊的產(chǎn)品,買方不僅注重其使用,更注重其設計、制造、維修和保障,應用CALS可以使軍隊在國防工業(yè)部門連續(xù)采辦的軍品在全壽命期內(nèi)能夠得到供貨方的支持,因此,它是根據(jù)武器裝備全壽命的需要而提出的,為了能更好地支持全系統(tǒng)全壽命管理。而目前的PDM實施范圍還局限在產(chǎn)品的設計、制造階段,對于服務領域重視較少。

2.3發(fā)展重點不同

CALS與PDM實施目的不同決定了其發(fā)展重點的不同,美國國防部開始實施CALS時就制訂了一個分2個階段相迭的實施計劃。第一階段的目標是將信息的紙面流通形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字流通形式,即無紙化。第二階段的目標是綜合國防部的數(shù)字數(shù)據(jù),建立綜合武器系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,營造一個綜合數(shù)據(jù)環(huán)境。綜合數(shù)據(jù)環(huán)境是推行CALS的最終遠景狀態(tài)。美國國防部1994年新制訂的CALS計劃,設想2010年將達到“在整個產(chǎn)品全壽命期使用國際標準,在全球工業(yè)基礎上使用國際信息高速公路存取綜合數(shù)據(jù),靈活地提高或適應用戶的信息需求和適當?shù)陌踩燃?rdquo;。PDM的發(fā)展方向集中在3個方面:電子商務和合作商務、虛擬產(chǎn)品開發(fā)和支持供應鏈管理,在全球范圍內(nèi)以高度靈活的方式組成虛擬企業(yè),開發(fā)虛擬的可視化數(shù)字產(chǎn)品,并為整個供應鏈中的各部門提供產(chǎn)品信息。

2.4CALS與PDM的關系

CALS與PDM都基于先進的數(shù)據(jù)管理理念,但兩者并不屬于一個層面。CALS是政府部門(如國防部)在裝備采辦信息化進程中采用的技術,一般需要各類武器裝備供應商提供裝備技術和管理等方面的全部信息,它可以看作是對采辦信息的宏觀管理;而PDM是以軟件為基礎.按照CALS規(guī)定的通用技術標準,將以上所獲得的信息進行綜合集成的一種技術,它為CALS的實現(xiàn)提供了基礎.可以看作是對采辦信息的微觀管理。CALS的主要工作包括以下3個方面:技術文檔電子化、技術信息集成服務、改進業(yè)務工作和生產(chǎn)模式。目前,我國的國防工業(yè)部門正在進行現(xiàn)代化信息基礎設施建設,CAD/M/PP(計算)機輔助設計/制造/工藝規(guī)程)等都已普遍應用于國防工業(yè)的各個部門,這為CALS的實施提供了硬件基礎。而在具體實施過程中,PDM的數(shù)據(jù)和過程管理功能將為CALS的實施提供軟件基礎。

1)利用PDM實現(xiàn)虛擬企業(yè)可以把設計、制造、使用同一產(chǎn)品的各個企業(yè)或部門聯(lián)系起來,建立一個臨時的虛擬企業(yè),以便于各種數(shù)據(jù)的內(nèi)部交換以及工作程序的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

2)在整個虛擬企業(yè)中建立統(tǒng)一的電子數(shù)據(jù)存儲標準,在設計之初就對技術數(shù)據(jù)進行數(shù)字化、標準化。

3)在虛擬企業(yè)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)、計算機應用系統(tǒng)和知識的集成。數(shù)據(jù)集成是把產(chǎn)品從形成過程到使用的各個階段的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一加以整理,為不同地點的各單位提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺;應用系統(tǒng)集成是建立一個能夠適應于異構的計算機硬件和軟件環(huán)境的PDM平臺,它必須是一個開放、靈活的系統(tǒng)體系結構,以增強系統(tǒng)間的互通和互操作性;知識的集成是PDM的一個最大特點,人們在長期從事一種事業(yè)時積累了大量有用的知識,如果能充分利用這些知識將減少很多不必要的探索和失誤,這一點對于沒有工作經(jīng)驗的新手尤為重要,因此,把這些工作中產(chǎn)生的知識集成起來,供大家學習和探討是很有意義的。集成后的數(shù)據(jù)不僅可為虛擬企業(yè)中的各部門提供技術信息服務,還可將信息服務范圍和內(nèi)涵進一步擴展。

4)應用PDM可以方便快捷的建立起數(shù)字產(chǎn)品模型、生產(chǎn)過程模型。建立數(shù)字產(chǎn)品模型可以使各部門對要做的工作有一個明確的認識,并有利于設計、制造、使用、保障部門之間的溝通和協(xié)調(diào),使設計人員了解產(chǎn)品的使用環(huán)境和維護需求,從而極大地減少了使用和維修費用;建立生產(chǎn)過程模型可以有效協(xié)調(diào)各部門之間的工作,合理安排每道工序的先后關系,這為并行工程的實現(xiàn)提供了可能性.另外,PDM還支持分布式過程管理,這些在很大程度上改進了工作和生產(chǎn)模式。

綜上所述,應用PDM不僅能夠完成CALS的3項基本工作,在其基礎上還有所擴展.因此可以說,CALS是一個高級的技術狀態(tài)構想,而PDM是實現(xiàn)這一構想的關鍵一步。

3、利用CALS和PDM實現(xiàn)裝備采辦信息化的建議

3.1建立標準化的綜合數(shù)據(jù)環(huán)境

標準化工作是建立綜合數(shù)據(jù)環(huán)境的前提,也是實施CALS的重要內(nèi)容。在標準化的支持下,軍方和承包商的內(nèi)部及彼此之間就可以形成互相兼容的接口,在此基礎上收集分布在武器裝備開發(fā)設計、制造、使用過程中的所有數(shù)據(jù),由PDM統(tǒng)一加以整理,為不同地點的各部門提供一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺,保證他們看到的數(shù)據(jù)是來自于同一個數(shù)據(jù)源的最新數(shù)據(jù)。信息一次生成,多次使用,有利于充分高效的利用各種資源。可以說標準化程度越高,信息的傳遞就越暢通,共享的范圍就越大,采辦的質(zhì)量和效益也就越高。

PDM是否能夠有效得到應用與CALS標準化的進程密切相關。目前,世界主要軍事國家對CALS標準化的研究已經(jīng)比較成熟。1996年11月,國際標準化組織(ISO)組建了一個“CALS高層指導小組”,專門負責CALS的標準化工作,并將CALS標準化作為ISO當前的工作重點之一。美軍為了使CALS順利推廣,也建立了完善的政策標準體系。《聯(lián)邦采辦條例》、《聯(lián)邦采辦條例補充規(guī)定》和國防部5000系列采辦文件都對CALS的標準化工作作了明確的要求;美國國家標準(ANsl)和美國軍用標準都對CALS相關技術、實施指南作了定義,用以指導企業(yè)和軍方實施CALS,如MIL-HDBK-59、Y14.26M(MIL-PRF-28000)、MIL-STD-974等。

由此可見,外軍在對CALS的研究中已積累了很多成果和經(jīng)驗,我們在開展CALS標準化工作時,要注意學習外軍的先進經(jīng)驗,特別是應積極參加各種有關CALS標準化的國際活動,對其進行跟蹤研究;要通過各種渠道廣泛收集信息,并根據(jù)實際需要和可能,組織有關單位制定一批CALS基礎標準。在此基礎上逐步建立適合我國國情的CALS標準體系結構,及時將有關CALS的國際標準和國外先進標準轉(zhuǎn)化為我國、我軍的標準。除制定我軍裝備保障信息系統(tǒng)建設所需的法規(guī)、管理規(guī)定、數(shù)據(jù)庫詞典及一些專用的標準(如實施指南與文件格式標準)外,其他數(shù)字數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)交換、通信、計算機及中文處理等標準應優(yōu)先采用國際通用標準和盡量選用現(xiàn)有的國家標準、軍用標準及軍種與行業(yè)標準。

3.2加強信息資源的開發(fā)與計算機應用系統(tǒng)的綜合集成

裝備采辦信息資源應當包括裝備設計、研制、制造、采購和保障等各類信息資源,并主要采用動態(tài)的、電子形式的數(shù)據(jù)庫或信息管理系統(tǒng)。從采辦制度改革出發(fā),實施CALS需要開發(fā)各種各樣的信息系統(tǒng),如國防科研生產(chǎn)機構數(shù)據(jù)庫、國防技術儲備管理信息系統(tǒng)、國防科研生產(chǎn)機構重要數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、裝備科研、采購和維修信息管理系統(tǒng)、重大裝備采購項目數(shù)據(jù)管理與控制系統(tǒng)、裝備遠程技術支援和教育培訓系統(tǒng)等。

當前,我軍裝備部門雖然高度重視信息資源的開發(fā)利用,也取得了明顯的成效,但與實施CALS的要求相比,還有一定的差距。具體表現(xiàn)為:不少裝備信息還處于原始的、分散的、孤立的狀態(tài)和紙面的、靜態(tài)的形式.沒有加工整理成可交流共享的、動態(tài)的電子形式的數(shù)據(jù)庫或信息系統(tǒng);另一方面,盡管目前全軍裝備建設的各級領導機關、各軍兵種部門、各科研生產(chǎn)單位都自行開發(fā)了各種信息系統(tǒng),但由于沒有建立采購信息報告體系,各個信息系統(tǒng)相互不兼容,形成一個個的“信息化孤島”。因此,為了在裝備采辦成功實施CALS,不僅必須大力開發(fā)利用各種裝備信息資源,還要進行計算機應用系統(tǒng)的綜合集成,而這一步必須從實際情況出發(fā),充分考慮軍隊的發(fā)展現(xiàn)狀和軍費問題。因此,在進行計算機應用系統(tǒng)綜合集成時,必須考慮利用和保護原有的系統(tǒng)資源,根據(jù)信息系統(tǒng)綜合集成的目標,將原有的系統(tǒng)資源進行改造和重組。另外,在購買一些新設備對原有的系統(tǒng)資源進行補充時,要考慮到新舊資源的融合問題。為了盡量減小改造所帶來的影響,可以利用PDM進行應用系統(tǒng)的集成(如圖1所示),只要每個部門的應用系統(tǒng)都能與PDM中的應用系統(tǒng)兼容,則各部門可以通過PDM達到互聯(lián)互通,從而實現(xiàn)了應用系統(tǒng)的綜合集成。

3.3改進生產(chǎn)和工作模式

首先,要建立數(shù)字化的虛擬武器裝備模型,即將對武器裝備的需求描述、武器裝備的功能描述、技術條件描述、設計和生產(chǎn)過程描述以及生產(chǎn)過程控制數(shù)據(jù)集成并處理,應用PDM將不同部門的處理結果組織成一個有機的整體,即虛擬武器裝備。這樣才能對要做的工作有一個明確的認識.以便于建立其工作分解結構.其次,可以利用PDM的過程管理功能,建立一個包括武器裝備形成和使用過程中所有重要特性的過程模型。該模型描述了各個步驟在邏輯上的先后順序,并嚴格規(guī)定每一道工序的起始和終止時間。PDM對工作分解結構中,各工作流的執(zhí)行過程的所有經(jīng)歷和狀態(tài)都應準確的加以記錄,對設計中的每一次更改也要詳細記錄,并及時刷新。這樣不僅可以保證在出現(xiàn)錯誤時有跡可尋,更重要的是能夠?qū)⒄_的數(shù)據(jù)、文檔在適當?shù)臅r間送給最需要的人,有利于并行工程的實現(xiàn),在很大程度上協(xié)同各部門之間的工作,減少不必要的等待,節(jié)約了資源,提高了效率,達到了CALS所要求的改進工作模式、程序和方法的目的。

4、結論

從國外的實踐經(jīng)驗來看,CALS與PDM的實施已從最初的產(chǎn)品開發(fā)設計階段逐步擴展到采購、制訂生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)、銷售與服務等階段,最終向著產(chǎn)品全壽命管理的方向發(fā)展和完善,而它們的實施已經(jīng)對縮短產(chǎn)品的研制時間,降低研制成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了非常顯著的效果.但是,實施CALS與PDM投資大、周期長、難度高,涉及企業(yè)的方方面面,其效果也不是很快能夠顯現(xiàn)出來。這就要求參與實施CALS與PDM的有關管理人員做好長期的思想準備和物質(zhì)準備,在正確評估其實施效益和成本的基礎上,做到有的放矢,使這項工作達到較高的效費比。