Программно-технические средства CALS-технологий

Каждый процесс описывается набором его результатов (outcomes), которые достигаются при помощи различных видов деятельности. Всего выделено 26 процессов, объединяемых в 5 групп.

1.Процессы выработки соглашений

· Приобретение системы;

· Поставка системы

2.Процессы организационного уровня

· Управление окружением;

· Управление инвестициями;

· Управление процессами;

· Управление ресурсами;

· Управление качеством.

3.Бизнес процессы

· Планирование;

· Оценивание;

· Мониторинг;

· Управление рисками;

· Управление конфигурацией;

· Управление информацией;

· Выработка решений.

4. Процессы уровня проектов

· Определение требований;

· Анализ требований;

· Проектирование архитектуры;

· Реализация;

· Интеграция;

· Верификация;

· Валидация;

· Передача в использование;

· Эксплуатация;

· Поддержка;

· Изъятие из эксплуатации.

5.Специальные процессы

· Адаптация описываемых стандартом процессов под нужды конкретного проекта.

В стандарте определено 123 различных результата и 208 видов деятельности, нацеленных на достижение результатов. Например, к процессу "Определение требований" относятся следующие результаты:

· Должны быть поставлены технические задачи, которые предстоит решить.

· Должны быть сформулированы системные требования. Деятельности в рамках этого процесса следующие.

· Определение границ функциональности системы.

· Определение функций, которые необходимо поддерживать,

· Определение критериев оценки качества при использовании системы.

· Анализ и выделение требований по безопасности.

· Анализ требований защищенности.

· Выделение критических для данной системы аспектов качества и требований к ним.

· Анализ целостности системных требований.

· Демонстрация прослеживаемости требований,

· Фиксация и поддержка набора системных требований.

Процесс "Управление рисками" подразумевает определение событий, которые отрицательно влияют на систему, проект или организацию, оценку рисков и их обработку, выявление факторов, которые могут воспрепятствовать успешной реализации проекта в целом или отдельной его части. В результате анализа рисков заказчик начинает иначе смотреть на проект, переоценивать свои возможности, и, соответственно, по-другому планировать работы. Наконец, может в корне измениться и сама бизнес-модель, которая закладывается в основу создаваемой системы. Оценка рисков производится в терминах и показателях качества, затрат, сроков или технических характеристик. Решение проблем управления рисками базируется на моделировании.

6. Структура стандартов STEP

При разработке стандартов STEP были поставлены цели обеспечения единообразного описания и интерпретации данных в автоматизированных системах на различных этапах жизненного цикла изделий. К их разработке стандартов STEP под эгидой ISO был привлечен ряд ведущих компаний и специалистов фирм в разных отраслях промышленности.

Основу STEP составляет язык Express. Это язык унифицированного представления данных и обмена данными в компьютерных средах. Язык инвариантен к приложениям. Хотя он разрабатывался с ориентацией прежде всего на описание жизненных циклов промышленной продукции, области его применения значительно шире.

В STEP используются следующие важные понятия:

· AAM -- Application Activity Model; это функциональная модель IDEF0 для определенного приложения;

· ARM -- Application Requirements Model; это модель, представляющая данные с точки зрения пользователя. В частности, в этой модели данные могут быть выражены как средствами, типичными для приложения, так и с использованием синтаксиса языка Express.

· AIM -- Application Interpreted Model; это ARM модель, переведенная в STEP представление с использованием ряда унифицированных в STEP понятий, закрепленных в интегрированных ресурсах.

· AP -- Application Protocol; это STEP стандарт, отражающий специфику конкретного приложения;

· SDAI -- Standard Data Access Interface; программный интерфейс к базе данных, разделяемой рядом прикладных систем (в том числе CAD/CAM системами) и представленной на языке Express. SDAI представляет собой унифицированный набор процедур доступа к базе данных, используется в STEP средах для организации обменов между приложениями через общую базу данных.

STEP -- это совокупность стандартов и состоит из ряда томов. Тома имеют свои номера N и обозначаются как "часть N" или ISO 10303-N. К настоящему времени разработано более сотни томов, часть из них имеет статус проектов, часть уже утверждена в качестве стандартов ISO.

Том 1 (ISO 10303-1) -- вводный стандарт, выполняющий роль аннотации всей совокупности томов. В этом стандарте вводится ряд терминов, используемых в других стандартах, например, таких как продукт (product), приложение (application), проектные данные (product data), модель (model), модели AAM, AIM, ARM, прикладной протокол (AP), интегрированный ресурс (integrated resource), элемент функциональности (unit of functionality -- UoF).

· Тома 11- 14 -- методы описания (Description methods),

· Тома 21- 29 -- методы реализации (Implementation methods),

· Тома 31-35 -- основы тестирования моделей (Conformance testing methodology and framework),

· Тома 41- 50 -- интегрированные основные ресурсы (Integrated generic resources),

· Тома 101 -108 -- интегрированные прикладные ресурсы (Integrated application resources),

· Тома 201- 236 -- прикладные протоколы (Application protocols),

· Тома 301- 332 -- абстрактные тестовые наборы" (Abstract test suites),

· Тома 501 -- 520 -- прикладные компоненты (Application interpreted constructs).

Ряд томов переведен на русский язык и представлен в виде национальных стандартов России. Это, например, ГОСТ Р ИСО 10303-1-99, посвященный обзору и основополагающим принципам STEP, ГОСТ Р ИСО 10303-11-99 -- справочное руководство по языку Express, ГОСТ Р ИСО 10303-21-99 -- то же по обменному файлу, ГОСТ Р ИСО 10303-41-99 -- описание интегрированных родовых ресурсов. Перечисленные документы соответствуют стандартам ISO 10303-1, ISO 10303-11, ISO 10303-21, ISO 10303-41. Подготовлены к утверждению стандарты ГОСТ, соответствующие томам 43, 44, 203 стандарта ISO 10303. STEP-XML -- это короткий срок для ИСО 10303-28, систем промышленной автоматизации и интеграции -- представление данных продукта и обмена -- часть 28: методы осуществления: представлений XML Экспресс схемы и данных

STEP-XML указывает на использование от языка XML (Extensible Markup) представлять Экспресс схемы (ИСО 10303-11) и данные, которые регулируются эти схемы Экспресс. Это альтернативный метод шаг-файл для обмена данными по ISO 10303.

Следующие спецификации подпадают под действие стандарта ИСО 10303-28:

Конце привязан разметки Декларации набор XML, независимо от всех Экспресс схем, для описания XML-представление данных, регулируются каждой схемы

Начале связанным XML-разметки Декларация устанавливает, для каждой из схем, для описания XML-представление данных регулируется этой конкретной схеме

Сопоставление между зависящие от схемы и схемы независимые XML-разметку объявления

Форму XML-документов, содержащих Экспресс схемы и/или данных, регулируются Экспресс схем

XML-разметку объявления, позволяющий XML-представление схемы Экспресс

Представительство Экспресс примитив введите значения как содержимое элемента и как значения XML-атрибута

Следующие спецификации выходят за рамки стандарта ИСО 10303-28:

XML-разметку объявления, которые зависят от семантических намерением соответствующую схему Экспресс

Сопоставление между объявление разметки XML схему Экспресс. Примечание: Учитывая набор Декларации разметки XML и его соответствующий пучках, возможна попытка создать схему Экспресс, перехватывающее назначение семантических данных. Однако это будет требует понимания смысла и использования этих данных, которые не могут быть захвачены XML-разметку объявления.

Сопоставление из представления XML схемы Экспресс вернуться к первоначальной схемы Экспресс

Сопоставления XML-разметку объявления которые были получены в результате схему Экспресс вернуться к первоначальной схемы Экспресс

Сопоставление конечное использование XML-схемы.

Методы описания

Первая группа документов -- тома с номерами в диапазоне с 11 до 19, тома предназначены для описания диалектов языка Express.

N=11: Express (Express language reference manual) -- основное руководство по языку Express. Содержит также описания расширения Express-C базового языка и графического варианта языка Express-G. Базовый язык приспособлен для описания и передачи статических свойств объектов приложений, т.е. параметров структур и ограничений. Расширение языка Express-C включает средства описания динамических свойств объектов (добавлено описание событий и транзакций). Для наглядности представления языковых конструкций в Express предусмотрены графические средства изображения моделей, в качестве которых может использоваться специальное дополнение Express-G (графический Express). Express-G -- язык диаграмм, отдаленно напоминающий язык описания информационных моделей в методике IDEF1X.

N=12: Express-I (Language Reference Manual). Express-I -- расширение языка, предназначенное для описания отдельных экземпляров данных.

N=14: Express-X (Mapping and view language) -- промежуточный язык, аналогичный Express-M и используемый для описания соответствий между типами данных в заданной исходной Express-схеме и создаваемыми новыми ее вариантами (views); в качестве views могут использоваться форматы с описанием того же множества сущностей, что и в Express-схеме, например, формат IGES.

Разрабатываются также дополнения, относящиеся к следующим диалектам языка:

Express-M: Mapping definition language; язык и Express-X служит для описания соответствий между сущностями и атрибутами некоторых моделей, представленных в виде схем на языке Express. Например, этими схемами могут быть два разных прикладных протокола, имеющих частично общие данные, или две схемы одного приложения, но созданные разными лицами (при отсутствии соответствующего AP).

В Express-X и Express-M одна схема есть схема-источник, другая -- целевая схема. Целевых схем может быть несколько при одной схеме-источнике. Предложения Express-X (Express-M) транслируются на язык C, результирующая программа представляет собой совокупность обращений к функциям базы данных SDAI в STEP-среде. Другими словами, транслятор относится к системе SDAI (см. протокол ISO10303-22), а Express-X можно рассматривать, как язык 4GL для обращений к функциям базы данных SDAI.

Express-P (Process definition language) -- язык диаграмм для представления процессов, методов и коммуникационных структур.

Express-V -- язык, предназначенный для получения ARM представлений из AIM моделей, другими словами, для описания процедур поиска экземпляров Express-объектов, отвечающих заданным условиям, и доступа к ним, например, при создании новых ARM. Эти создаваемые ARM-представления обычно не требуют столь всестороннего описания приложения, как в AIM, и потому могут быть существенно проще. В Express-V имеются:

1. схема-источник (AIM), обычно это прикладной протокол, например, AP203;

2. схема-цель, задающая сущности, которые должны быть в создаваемой частной модели;

3. схема отображения нужных сущностей из источника в цель. На языке Express-V описываются условия (в виде клозов WHEN) такого отображения. берется подходящая уже существующая AIM, как источник, все совпадающие объекты переводятся в ARM, далее описываются оригинальные объекты. Дополнительной возможностью реализаций Express-V является обратное отображение специфики создаваемой ARM в исходную AIM с целью развития прикладных протоколов.

Для возможности применения языка Express должны быть разработаны методы реализации (Implementation Methods), которые могут быть представлены средствами файлового взаимодействия, построением БД, интерфейсом с языками программирования.

Методы реализации

Вторую группу (тома с номерами 21...28) называют "Методы реализации", она служит для реализации межпрограммного информационного обмена между прикладными системами в STEP-среде. Предусмотрены межпрограммные связи с помощью обменного файла и доступа к БД.

N=21: Clear Text Encoding of the Exchange Structure (physical transfer file format); стандарт устанавливает правила оформления обменного файла. Обменный файл играет в STEP важную роль; если собственно на языке Express определены сущности, то именно в обменном файле задаются экземпляры этих сущностей. Прикладные программы для связи со STEP средой должны читать и генерировать обменные файлы.

N=22: Standard Data Access Interface Specification; содержит описание SDAI -- системы представления данных и доступа к данным конкретных прикладных систем (чаще всего это CAD/CAM системы). Данные, участвующие в межпрограммных связях, образуют SDAI-модели. В системе SDAI предусматривается компилятор кода, конвертирующего эти модели в SDAI базу данных, а также функции обращения к этой базе данных. Возможно непосредственное построение прикладных систем, работающих с SDAI базой данных.

Тома с номерами N = 23...27 устанавливают правила обращения к данным в SDAI базе данных на языках программирования C++, C, Java, на языке моделирования UML, на языке передачи данных в системах распределенных вычислений IDL. Стандарт c N=25 (Industrial automation systems and integration -- Product data representation and exchange -- Part 25: Implementation methods: EXPRESS to XMI binding) обеспечивает связь языков Express и XMI". Стандарт c N=28 (XML representations of EXPRESS schema and data), обозначаемый также, как STEP-XML, служит для представления EXPRESS схем на языке разметки XML.

Остальные тома стандарта ISO 10303 посвящены описанию тестирования моделей, представленных на языке Express, интегрированным ресурсам, прикладным протоколам и прикладным компонентам.

Литература

1. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий (CALS-технологии). -- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

2. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. - М.: Анахарсис, 2002.

3. Судов Е.В., Левин А.И., Петров А.В., Чубарова Е.В. Технологии интегрированной логистической поддержки изделий машиностроения. - М.: "Информбюро", 2006.

4. Российская энциклопедия CALS. Авиационно-космическое машиностроение / Под ред. А.Г. Братухина. - М.: ОАО НИЦ АСК, 2008.

Размещено на Allbest.ru