В своих статьях сотрудники Бюро ESG неоднократно освещали тему информационного обеспечения различных стадий жизненного цикла изделий. Время вносит свои коррективы, вызванные постоянным развитием информационных технологий и необходимостью модернизации внедренных решений. С другой стороны, сейчас явно прослеживается тенденция к использованию программного инструментария, отвечающего требованиям отечественной нормативной базы и принятым у нас в стране производственным процессам. Именно эти реалии, а также накопленный опыт автоматизации деятельности проектных предприятий побудили нас написать эту статью.

Современное состояние автоматизации конструкторской деятельности, производства и информационной поддержки последующих стадий ЖЦ изделий

Компания Бюро ESG имеет большой опыт проведения работ по внедрению систем электронного архива, PDM, PLM, систем управления инженерными данными в самых разных отраслях: судостроении (ОАО «Балтийский завод» — Рособоронэкспорт, ОАО «Севмаш», ЗАО «ЦНИИ Судового машиностроения»), машиностроении (ОАО СПб «Красный Октябрь»), промышленном и гражданском строительстве (ПФ «Союзпроектверфь», ОАО «Гипроспецгаз»), атомной отрасли (ОАО «Атомпроект», ОАО «Росжелдорпроект») и на многих других предприятиях и организациях, перечисление которых не входит в цели и задачи статьи.

Подчеркнем, что внедрения проводились на базе использования различных программных систем: TDMS, Search, SmartPlant Fondation, Autodesk Vault и других, в том числе собственной разработки. Использование той или иной программной среды обусловлено отраслью, стоящими задачами и прочими факторами. Именно обширный опыт, накопленный Бюро ESG по перечисленным направлениям, позволяет нам обрисовать общую картину внедрения систем электронных архивов, систем документооборота PDM и PLM на российских предприятиях.

Современную конструкторскую, производственную деятельность, поддержку эксплуатации, модернизации и утилизации изделий невозможно представить без использования различного рода автоматизированных систем: CAD (САПР), CAM, PDM, систем технологической подготовки производства, PLM-систем. Общую картину иллюстрирует рис. 1.

Как правило, все перечисленные и не перечисленные средства автоматизации присутствуют лишь в некоторой степени, чаще на начальных стадиях ЖЦ изделий — конструкторской деятельности и производстве. На последующих же стадиях ЖЦ степень информационной поддержки процессов иногда крайне низка. Приведем лишь некоторые характерные для наиболее автоматизированных стадий ЖЦ примеры, иллюстрирующие реальную картину.

Заявления о «внедрении PDM или PLM-технологий» на практике часто оказываются лишь внедрением системы электронного архива и документооборота КД и ТД, TDM, и не более. Причины:

• «игра слов» — это когда для создания функционала электронногоархива и документооборота КД и ТД использована дорогостоящая PDM-система (что часто трактуется как «внедрение PDM-технологии», хотя такого нет, налицо лишь внедрение электронного архива и/или TDMс использованием ПО — PDM-системы);
• подмена понятий — когда в названии программного средства присутствует аббревиатура «PDM» или «PLM», но система по роду решаемых задач не является таковой и, опять же, в лучшем случае решает две задачи, но чаще одну из двух:
  • управление работой конструкторов на уровне документов, а иногда и 3D-моделей,
  • управление электронным архивом КД и ТД.

Приведем пример: опыт компании Бюро ESG, включающий работы по созданию макета информационной модели военного корабля, показал, что на стадии ЖЦ эксплуатации наиболее важна, увы, не информация проектанта и строителя, а эксплуатационная документация, интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР). Крайне необходима на стадии ЖЦ эксплуатации логистическая поддержка, позволяющая в кратчайшие сроки пополнить ЗИП. Очень часто ни одна система, позиционируемая производителем как PLM, не решает «по умолчанию» задач эксплуатации, хотя, не будем отрицать, такая система вполне может быть использована при соответствующих доработках, например, и для решения вопросов логистики. Заметим, что по эффективности и затраченной на доработку трудоемкости такой подход эквивалентен использованию бухгалтерской или ERP-системы для управления конструкторской деятельностью или текстового редактора для разработки конструкторских чертежей.

Стараясь быть объективными в оценках, не будем дальше сгущать краски, а всего лишь заметим:

• современная автоматизация конструкторской деятельности, производства, поддержки последующих стадий ЖЦ изделий часто включает лишь элементы PDM и PLM;
• часто внедрения PDM и PLM— не более чем создание электронного архива и документооборота КД и ТД;
• говорить о полном внедрении технологии PLM для всех стадий жизненного цикла изделия преждевременно.

Причины перехода на новую платформу

Несмотря на выводы предыдущего раздела статьи, отметим, что очень часто на предприятии, где внедрен электронный архив, конструкторский документооборот, автоматизированная система технологической подготовки производства, элементы PDM/PLM, работа без внедренных средств уже не представляется возможной. Это —основной показатель внедрения. В работе нашей компании был случай, когда при сбоях, произошедших в ЛВС Заказчика не по нашей вине, стал недоступен сервер электронного архива одного машиностроительного предприятия. Время от первого сбоя до первого звонка с предприятия в наш офис специалистам по техподдержке составило менее минуты. При этом все эмоциональные заявления объединяло одно —«без доступа к БД предприятие не может работать ». На наш взгляд, это наиболее весомый практический показатель, превзошедший все теоретические выкладки.

Причины перехода к новым технологиям и платформам, а также расширению внедренного функционала можно отнести к нескольким группам.

Развитие технологий и средств проектирования

Один из важных факторов перехода к новым технологиям, программным решениям и расширению внедренного функционала системы конструкторского документооборота, автоматизированной системы технологической подготовки производства, элементам PDM/PLM на стадиях работы конструкторов и производства — появление средств трехмерного проектирования и законодательной базы, определяющей работу с электронными моделями.

Как уже говорилось, в большинстве случаев «внедрения PDM и PLM» речь идет о TDM, электронном архиве и документообороте КД и ТД. Такие решения (независимо от среды, в которой они строились) на практике, как правило, работают с двумерными КД и ТД. Исторически на большинстве предприятий, где реализованы подобные внедрения, в новые системы часто «перекочевали» принципы и подходы работы с двумерной конструкторской и технологической документацией с некоторыми «модернизациями» для электронных двумерных документов. Например, согласно ГОСТ 2.501-2006 изменения в электронные документы вносятся в новую версию. ГОСТ 2.503-90, описывающий внесение изменений «на бумаге», допускает вносить изменения непосредственно в чертеж (зачеркиванием, подчисткой (смывкой), закрашиванием белым цветом, введением новых данных)или создавать новые документы, их листы с заменой исходных, по сути —создавать версии. Пример иллюстрирует, что «модернизации» не так уж существенны, а порядок работы с двумерным электронным документом практически повторяет работу «с бумагой».

Да и сами средства электронного архива и документооборота КД и ТД, успешно внедренные в свое время, очень часто просто не поддерживают подходы к работе с 3D-моделью, а внедренная ранее информационная система, как правило, устарела и не содержит современных механизмов интеграции, позволяющих провести эффективную доработку.

Интеграция и оптимизация производственных процессов

Следующий фактор — интеграция и оптимизация производственных процессов. Очень часто наши заказчики испытывают законное желание максимально автоматизировать всю производственную цепочку. Например, вполне логично, что для написания техпроцессов технологу полезно иметь доступ к результатам работы конструктора. Несомненно, хотелось бы иметь некую единую интегрированную среду, причем, совсем не важно, как построена такая среда — в рамках одной или нескольких систем. Главное — сквозная передача данных между участниками производственных процессов, использование и поддержка актуальной информации.

Создание интегрированных территориально разнесенных сред

Очень часто внедренные ранее системы не содержат необходимого функционала, а встроенные средства его расширения не позволяют добиться желаемого —расширить функционал или организовать необходимое интеграционное взаимодействие с другими системами. Часто КБ и производства территориально разнесены. Иногда же существующие средства не отвечают современным представлениям об эффективной автоматизации. Например, для обмена информацией между системами в судостроении применяются файлы обмена (транспортные массивы). Нередко средством организации интеграционного взаимодействия являются только COM- технология. При этом современные системы позволяют эффективно организовать территориально распределенные БД, работу с инженерными данными, обмен ими между удаленными КБ, КБ и производством.

Экономические причины

Несомненно, в любых условиях экономическая составляющая перехода к использованию новых платформ не нова, но сегодня имеет две основные составляющие:

• вложения в новую платформу должны принести экономический эффект;
• заказчики выражают желание снизить вложения и не зависеть в ряде отраслей от зарубежных производителей.

Современные информационные среды для создания систем электронного архива, документооборота, PDM и PLM

Отечественные разработки

По ряду причин мы не будем останавливаться на известных западных средствах автоматизации. В этом разделе мы постараемся перечислить решения: системы электронного конструкторского архива, документооборота, PDM, PLM, реально адаптированные к отечественным процессам, действующей нормативной базе РФ для КБ и производства , с одной стороны, и учитывающие современное состояние и наличие систем автоматизации проектирования, СУБД, сетевого оборудования и взаимодействия, с другой стороны. С приведенной оговоркой, выбор, увы, не так велик —возможно, кто-либо аргументированно возразит (за что мы заранее благодарны), но на отечественном рынке просматриваются всего лишь три решения:

Целью статьи является отнюдь не формализованное сравнение этих трех систем по принципу «наличия или отсутствия» той или иной функции. Наш опыт показывает, что в большинстве случаев подобный подход весьма субъективен и некорректен. В связи с этим мы сегодня ограничимся описанием лишь одной системы IPS.

Система IPS

Общий функционал

Система представляет собой модульное решение, автоматизирующее конструкторские и производственные задачи —групповую работу конструкторов, конструкторский документооборот, реализацию системы электронного архива, ведение технологической подготовки производства, организацию интеграционного взаимодействия с прочими системами Предприятия.

Общая структура системы IPS приведена на рис. 2.

Гетерогенность среды IPS

Не секрет, что подавляющее большинство подобных средств является разработками производителей CAD-систем. При этом каждый производитель изначально решал маркетинговую задачу привлечения заказчиков в работе с набором «своих» программных продуктов. К слову, такая концепция присуща программным решениям не только в области автоматизации конструкторской деятельности и производства и не только в нашей стране, а выражает общемировую тенденцию. Некоторое время назад подобный подход претерпел изменения, и сегодня, как правило, любой производитель PDM/PLM-системы утвердительно ответит на вопрос о наличии программного взаимодействия с «неродными» для него CAD-системами.

Систему IPS стоит отметить не как изначально созданную от «какой-нибудь родной» для нее CAD-системы. Концепцию IPS можно охарактеризовать жаргонизмом «всеядность», наиболее точно характеризующим ее отношения к средствам проектирования, используемым в КБ. При этом в реализации IPS отражена сложившаяся тенденция наличия на предприятиях множества CAD-систем. При этом отметим, что иногда такое «изобилие средств проектирования» в ряде случаев —лишь «эхо эпохи спонтанной автоматизации», а в ряде случаев — результат экономически обоснованной политики, обусловленной, в свою очередь, сложностью и спектром проектируемых изделий. IPS одинаково успешно работает со следующими CAD-системами:

• AutoCAD;
• Autodesk Inventor;
• BricsCAD;
• Catia;
• Pro/ENGINEER/PTC Creo Parametric;
• Solid Edge;
• КОМПАС-3D;
• КОМПАС-График.

А кроме того — с системами проектирования печатных плат электронных изделий (ECAD): Mentor Graphics и Altium Designer.

Возможности настройки функционала

Платформа IPS позволяет гибко настраивать функционал. При настройках могут быть использованы встроенные средства (без программирования). Для реализации же уникального функционала могут применяться внешние среды программирования для написания программ-плагинов.

Важным аспектом автоматизации проектирования, производственной деятельности, внедрения электронного архива, PDM/PLM-технологий на современном предприятии является то, что начинать приходится отнюдь не «с чистого листа». Кроме того, как правило, уже в той или иной степени организовано хранение информации в электронном виде (электронный архив), нередки успешные внедрения конструкторского документооборота, элементов PDM и PLM. В более «продвинутых» случаях существует единое информационное пространство, организовано межсистемное взаимодействие. При этом, с одной стороны, внедренные и успешно эксплуатируемые средства требуют модернизации, связанной с переходом на новые технологии (например, при внедрении трехмерных CAD-систем). С другой стороны, ранее накопленные БД, технические и организационные подходы должны и могут быть применены при внедрении новых технологий. Например, БД «двумерной» документации на ранее произведенные изделия вовсе не теряет своей актуальности при переходе к использованию 3D-CAD-систем (изделия эксплуатируются, модернизируются, производятся вновь независимо от того, как они спроектированы —«на плоскости» или «на бумаге»).

Организация территориально распределенной работы

Добавим, что система IPS позволяет реализовывать территориально разнесенные решения как в рамках одной стадии ЖЦ изделия, например при проектировании одним или несколькими КБ, так и в рамках различных стадий. При этом возможны, например, проектирование изделия одним или несколькими КБ и удаленный доступ технологов одного или нескольких разнесенных производств к результатам работы конструкторов, автоматизация технологической подготовки производства с использованием соответствующих модулей IPS. Механизм публикаций документов и моделей позволяет удаленному от КБ предприятию вносить аннотации, инициализировать проведение изменений, работая в единой территориально распределенной среде.

Общая структура организации распределенной работы IPS приведена на рис. 3.

Пример перехода КБ к использованию IPS

Приведем реальный пример перевода с ранее внедренной системы электронного архива, документооборота с элементами PDM и PLM в одном из крупных КБ.

Основные причины проведения работ:

• переход конструкторских подразделений к трехмерному проектированию;
• отсутствие технической возможности поддержки работы с 3D-CAD-системами у существующей системы электронного архива и документооборота КД с элементами PDM и PLM;
• устаревшая архитектура существующей системы и невозможность ее дальнейшего масштабирования;
• требования к территориально разнесенному взаимодействию КБ с другими КБ и производством.

Результаты работ:

• проработка вопросов миграции данных из существующей системы в IPS;
• проработка вопросов миграции процессов из существующей системы в IPS;
• программное решение — подсистема интерфейсного взаимодействия между существующей системой и IPSдля обеспечения интеграционного взаимодействия систем, позволяющая осуществить «плавный переход»;
• сформулирована организационная составляющая перехода к использованию новой системы с учетом оптимизации временны х и ресурсных затрат.

Первый этап — разработка технологии и программно-технических решений — проводился на ранее спроектированном, «пилотном» изделии.

В настоящее время, согласно графику работ, специалисты нашей компании выполняют следующий этап работ, основанный на полученных ранее результатах: сопровождение проектирования двух реальных изделий 3D-CAD-систем и системы IPS.

Заключение

• Часто этапы автоматизации КБ и предприятий, позиционируемые как реальные внедрения PDM/PLM-технологий, представляют собой создание электронных архивов, систем документооборота КД и ТД, TDM (чаще для двумерных документов). В большинстве случаев можно говорить лишь о реальном внедрении элементов PDM и PLM;
• с переходом к трехмерному проектированию ранее внедренные системы электронного архива и документооборота КД и ТД, внедренные элементы PDM и PLMдалеко не всегда отвечают новым требованиям;
• перевод на новые платформы систем электронного архива и документооборота КД и ТД, элементов PDM и PLM—непростая, но вполне решаемая задача, требующая разработанного компанией Бюро ESG системного подхода, лишь частично освещенного в статье.

Список литературы

1. Турецкий О., Тучков А., Чиковская И., Рындин А. Новая разработка компании InterCAD —система хранения документов и 3D-моделей // REM. 2014. № 1.
2. Тучков А., Рындин А. О путях создания систем управления инженерными данными // REM. 2014. № 1.
3. Казанцева И., Рындин А., Резник Б. Информационно-нормативное обеспечение полного жизненного цикла корабля. Опыт Бюро ESG // Korabel.ru. 2013. № 3 (21).
4. Тучков А., Рындин А. Системы управления проектными данными в области промышленного и гражданского строительства: наш опыт и понимание // САПР и графика. 2013. № 2.
5. Галкина О., Кораго Н., Тучков А., Рындин А. Система электронного архива Д’АР — первый шаг к построению системы управления проектными данными // САПР и графика. 2013. № 9.
6. Рындин А., Турецкий О., Тучков А., Чиковская И. Создание хранилища 3D-моделей и документов при работе с трехмерными САПР // САПР и графика. 2013. № 10.
7. Рындин А., Галкина О., Благодырь А., Кораго Н. Автоматизация потоков документации —важный шаг к созданию единого информационного пространства предприятия // REM. 2012. № 4.
8. Петров В. Опыт создания единого информационного пространства на СПб ОАО «Красный Октябрь» // САПР и графика. 2012. № 11.
9. Малашкин Ю., Шатских Т., Юхов А., Галкина О., Караго Н., Рындин А., Фертман И. Опыт разработки системы электронного документооборота в ОАО «Гипроспецгаз» // САПР и графика. 2011. № 12.
10. Санёв В., Суслов Д., Смирнов С. Использование информационных технологий в ЗАО «ЦНИИ судового машиностроения // CADmaster. 2010. № 3.
11. Воробьев А., Данилова Л., Игнатов Б., Рындин А., Тучков А., Уткин А., Фертман И., Щеглов Д. Сценарий и механизмы создания единого информационного пространства // CADmaster. 2010. № 5.
12. Данилова Л., Щеглов Д. Методология создания единого информационного пространства ракетно-космической отрасли // REM. 2010. № 6.
13. Галкина О.М., Рындин А.А., Рябенький Л.М., Тучков А.А., Фертман И.Б. Электронная информационная модель изделий судостроения на различных стадиях жизненного цикла,

УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ

Алексей Жирков,

Александр Колчин,

Михаил Овсянников,

Сергей Сумароков

В настоящее время аббревиатура PDM (Product Data Management) становится все более популярной. Объяснить это можно двумя причинами: во-первых, общим развитием информационных технологий, а во-вторых, тем, что промышленные предприятия приходят к необходимости комплексного подхода при автоматизации своей деятельности (так называемые CALS-, или ИПИ-технологии, см. PC Week/ RE, № 18/2001, с. 34). Таким образом, настала пора более пристально взглянуть на PDM-системы и постараться понять, что же они собой представляют и что могут дать предприятию.

PDM-технология . Одной из ключевых CALS-технологий является PDM-технология управления данными об изделии, которая позволяет решить две проблемы, возникающие при разработке и поддержке жизненного цикла (ЖЦ) наукоемкой промышленной продукции: управление данными об изделии и управление информационными процессами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные.

Данные об изделии представляют собой всю информацию, созданную в течение ЖЦ. Они включают в себя состав и структуру изделия, геометрические параметры, чертежи, планы проектирования и производства, спецификации, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, эксплуатационные данные и многое другое. Поскольку при их создании все чаще используются компьютерные средства, то поиск ответа на вопросы: “Существуют ли необходимые данные?”, “Где они находятся?”, “Являются ли они актуальными?” - не всегда представляется тривиальным.

Создаются и изменяются такие данные в результате выполнения определенных информационных процессов ЖЦ изделия, например процедуры внесения изменений. Информационные процессы могут быть достаточно сложными, охватывающими десятки сотрудников предприятия и при этом взаимосвязанными между собой. Например, проектирование сборки включает проектирование каждой входящей в нее детали, а изменение одной из них может повлечь за собой изменение множества других (а если эта деталь используется в нескольких изделиях, то изменения затронут несколько проектов). Таким образом, в проектах по разработке изделий необходимо не только планировать все входящие в них процессы, но и управлять их выполнением, распределяя задачи между исполнителями, определяя данные, которые им при этом необходимы, и обеспечивая их совместный доступ к этим данным.

При решении задачи CALS-технологий (повышение эффективности управления информацией об изделии) роль PDM-технологии состоит в том, чтобы сделать информационные процессы максимально прозрачными и управляемыми. Эта задача решается путем повышения доступности данных для всех участников ЖЦ изделия, что требует их интеграции в логически единую информационную модель.

PDM-система . Для реализации PDM-технологии существуют специализированные программные средства, называемые PDM-системами, - системы управления данными об изделии и информационными процессами ЖЦ. PDM-система может выступать в двух основных ролях:

Как рабочая среда сотрудника предприятия;

Как средство интеграции данных на протяжении всего ЖЦ изделия.

Управление потоками работ в системе iMAN

Рабочая среда сотрудника. PDM-система должна стать рабочей средой для любого сотрудника предприятия, которому необходимы данные о выпускаемых изделиях. В эту категорию входят не только конструкторы, технологи и работники технического архива, но и работники из других областей - сбыта, маркетинга, снабжения, финансов, сервиса, эксплуатации и т. п. Таким образом, сотрудник предприятия в процессе своей работы должен постоянно находиться в PDM-системе, а система в свою очередь обеспечивать все его информационные потребности, начиная от просмотра спецификации узла и заканчивая изменением твердотельной модели детали или ее утверждением у начальника. При необходимости она обращается к помощи других систем обработки данных (например, САПР), самостоятельно определяя, какое именно внешнее приложение необходимо применить для обработки той или иной информации. Главной задачей PDM-системы как рабочей среды сотрудника является предоставление каждому пользователю нужной ему информации в нужное время и в удобной форме (в соответствии с правами доступа). Ниже приведен классический перечень функций PDM-системы:

- управление хранением данных и документов . Все данные и документы хранятся в специальной подсистеме - хранилище данных, которое обеспечивает их целостность, организует доступ к ним в соответствии с установленными правами и позволяет осуществлять их поиск;

- управление процессами , т. е. отслеживание всех операций пользователей с данными, в том числе версий создаваемых и изменяемых данных. Кроме того, PDM-система управляет потоком работ проекта;

Управление составом изделия. PDM-система содержит информацию о составе изделия. Важной особенностью является наличие нескольких представлений состава для различных предметных областей (конструкторское, технологическое, маркетинговое и т. п.), а также управление применяемостью компонентов изделия с помощью правил комплектации;

- классификация. PDM-система должна поддерживать различные классификаторы хранимой в ней информации (об изделиях и документах). Например, таким классификатором можно пользоваться при автоматизации поиска изделий с нужными характеристиками;

- календарное планирование . PDM-система содержит функции формирования календарного плана работ, распределения ресурсов между отдельными задачами и контроля их выполнения;

Структура изделия в системе PDM STEP Suite

- вспомогательные функции обеспечивают взаимодействие PDM-системы с другими программными средствами, с пользователями, а также взаимодействие пользователей друг с другом. Наиболее мощные системы позволяют производить “цифровую сборку” сложных изделий из нескольких трехмерных моделей, созданных различными организациями в разных САПР.

Средство интеграции данных на протяжении ЖЦ . Важной задачей PDM-системы является также интеграция данных об изделии на протяжении всего ЖЦ. Фактически на предприятии существует два центра интеграции данных: АСУП и PDM-система. Но если АСУП интегрирует данные в основном о ресурсах предприятия, то PDM-система - о продукте. Кроме того, на предприятии существуют прикладные компьютерные системы, которые создают и обрабатывают данные об изделии. Таким образом, можно выделить два направления интеграции данных - вертикальное (PDM и прикладные системы) и горизонтальное (PDM-система и АСУП).

Выгоды от использования PDM-системы . Основной выгодой от PDM-системы является сокращение времени разработки и улучшение качества изделия. В результате повышается эффективность процесса проектирования:

Сотрудник избавляется от непроизводительных затрат времени на поиск, копирование и архивирование данных, что при работе с бумажной документацией составляет 25-30% времени;

Снижается количество изменений изделия благодаря более тесному взаимодействию сотрудников и применению параллельного проектирования;

Сокращаются сроки внесения изменений в конструкцию изделия или в технологию его производства за счет перехода на электронный документооборот и управление потоком работ;

Увеличиваются доли заимствованных компонентов в изделии (до 80%) за счет упрощения процедуры поиска детали с необходимыми характеристиками.

При использовании систем автоматизированного проектирования и подготовки производства качество изделия зависит не столько от качества проектирования, сколько от состояния данных (т. е. их полноты, корректности, актуальности). PDM-система позволяет значительно улучшить это состояние и соответственно повысить качество самого изделия.

В настоящее время на российском рынке имеется ряд программных продуктов, реализующих PDM-технологию. Их производителей можно разделить на две группы: фирмы - разработчики САПР, которые предлагают еще и PDM-решения, и независимые поставщики. К первой можно отнести две “тяжелые” системы: iMAN (UGS, США) и Windchill (PTC, США), а также систему T-FLEX DOCs (“Топ Системы”, РФ). Ко второй группе относятся PartY PLUS (“Лоция Софт”, РФ), PDM STEP Suite (НИЦ CALS “Прикладная логистика”, РФ) и Search (“Интермех”, Белоруссия).

Центры интеграции на предприятии

У любой PDM-системы есть свои достоинства и недостатки, поэтому важно принять правильное решение по выбору продукта. Нужно также учитывать, что их внедрение представляет собой непростую задачу и требует адаптации к нуждам предприятия. Вопросы выбора и внедрения PDM-систем на отечественных промышленных предприятиях нуждаются в более детальном рассмотрении. 4

С развитием информационных технологий предприятия стараются все больше автоматизировать процесс производства и управления. Это требует комплексного подхода, поэтому задействованы CALS (ИПИ)-способы. Рассмотрим их подробнее на примере PDM (ПДМ)-системы – что это такое и когда они применяются.

Continuous Acquisition and Lifecycle Support – непрерывная информподдержка поставок изделия, его жизненного цикла и процессов. Это методы, использующиеся для повышения эффективности регулирования данных об изделии. При постановке и выполнении производственной задачи важную роль играет Product Data Management, являющийся в этом ключевым объектом. С его помощью повышают доступность всех необходимых данных, что предполагает объединение сведений о продукции в единую, логически выстроенную модель. Одновременно он является рабочей средой для пользователя, где главная задача – предоставление определенному сотруднику нужной информации вовремя и в удобной форме.

Проще говоря ПДМ – это использование компьютерных программ для руководства информацией о производимых деталях и процессе их изготовления через единый центр.

Product Data Management: история создания технологии

Еще в середине ХХ века схемы и планы продукции делали вручную на бумаге. Из такого вида проектирования возникли технологии для автоматизации работы, предполагающие использование САПР, чтобы создавать перечни производимых продуктов. Первые примеры PDM-систем – бумажные схемы. С их помощью планировали ресурсы компании, чтобы координировать все транзакционные операции:

• приход/расход;
• учет затрат;
• управление клиентскими заказами;
• логистику.

Но такое хранение информации и передача данных затрудняли процесс производства, согласования проектов, общения с государственными органами и партнерами. Каждый шаг требовал времени и затрат на проект. Несовершенство таких методов привело к популяризации CALS. Для специалистов разных отраслей существуют курсы, где их изучают. Назначение PDM-системы Search, одного из направлений обучения, организация навыков и методология менеджмента групповой работы.

Цели внедрения, как работает, взаимодействует с другими системами и на какие этапы влияет Product Data Management

Руководство сведениями о производимых изделиях предполагает использование соответствующего программного обеспечения для руководства информацией, которая связана с определенной деталью. Она содержит:

• технические характеристики;
• производственные спецификации;
• типы материалов и другие сведения.

Цели внедрения:

• Минимизация допуска ошибки в проектировании.
• Всецелое понимание задачи со всех сторон процесса.
• Выполнение норм и требований качества, контроль.

Это позволяет производителю отслеживать все возможные затраты на разработку нового продукта.

Схема взаимодействия и связи с PDM-системы управления данными об изделии:

Этапы внедрения в производство:

Безопасность координации данных

Фиксация и управление информацией об изделиях обеспечивается системами PDM. Они гарантируют правильную доставку сведений пользователям в процессе всего жизненного цикла (ЖЦ) продукта.

Благодаря наличию прав доступа и возможности координации ролей юзеров, защищенность и функциональные возможности надежно сохраняют права интеллектуальной собственности предприятия.

Автоматизация контроля используется для оптимизации:

• уменьшения ошибок и неточностей во время проектирования;
• затрат на разработки;
• быстрого поиска верных сведений;
• соблюдения нормативов и деловых требований;
• повышения производительности;
• сокращения времени цикла;
• задач операционных ресурсов.

Применение этих систем также совершенствует расчет стоимости и содействует сотрудничеству основных команд. Это обеспечивает прозрачность, нужную для определения верных решений.

Управление конфигурацией

ПДМ предоставляет полную картину с целью коррекции, контроля и презентации спецификации данных, синхронизации и уравнивания источников ЖЦ объекта.

Многие из PDM-систем поддерживают особенные надобности менеджмента и открыты для нескольких команд сразу. Грамотно выбранный софт – прочная основа организации в любой сфере с перспективой расширения до полноценной платформы PLM – жизненным циклом изделия.

Особенности и преимущества

Ключевая роль в ПДМ отдана отслеживанию, преобразованию, архивации любых сведений о детали, которые сохраняются на одном или нескольких серверах.

Сюда входят:

• САПР;
• чертежи;
• дополнительная документация.

Чтобы не допустить ошибки, для проектирования необходимо произвести правильные расчеты. Моделирование проводят с помощью специальных компьютерных программ:

• AutoCAD;
• BricsCAD;
• ArchiCAD;

Метаданные – создатель файла, статус производства компонентов – также координирует центральная база. Она выполняет и другие функции:

• управляет инженерными изменениями;
• проверяет данные изделия для разных специалистов;
• контролирует выход продукции и устраняет проблемные компоненты на всех стадиях;
• создает и манипулирует спецификациями материалов перед сборкой;
• помогает в конфигурации контроля продуктов.

Это повышает скорость получения отчетов системы о расходах на производство, позволяя организациям со сложным видом изделий эффективно распределять и учитывать полученные сведения на весь процесс PDM.

Управление данными

ПДМ – своеобразное хранилище информации для истории ЖЦ, способствующее внедрению, обмену материалами между всеми, кто пользуется им. Права на доступ могут быть открыты менеджерам проектов, партнерам, инженерам, клиентам и продавцам, группам контроля качества.

Все действия, производимые с помощью программного обеспечения, ориентированы на сбор показателей об услугах за счет развития производственного цикла, сроков полезного применения продукции.

Типичные данные, управляемые модулем PDM, хранят:

• описание и характеристики;
• паспорт модели;
• номера частей;
• информацию о производителе;
• единицы мерки;
• вычисление стоимости;
• САПР схемы или чертежи.

Системы имеют всю информацию, отслеживают любые изменения, что сокращает временные затраты на организационные вопросы. Это повышает производительность, позволяет расширить сотрудничество с использованием виртуальной автоматизации.

Сравнение PDM-систем: спецификация и особенности

Популярными среди специалистов-конструкторов считаются решения:

• NX – продукт от компании Siemens PLM Software. Иногда встречается название 3D PLM. ПО используется на всех ступенях разработки изделия – от определения концепции, его анализа до выпуска. Следуя параллельному инженерному процессу действий, координации данных, с помощью инструментов проектировки, используемых во всех рабочих областях, софт объединяет все этапы ЖЦ.
• CATIA – интерактивное приложение, созданное с помощью языка программирования С++. Это программный пакет для бизнеса, имеющий много платформ, созданный при плодотворном сотрудничестве ТМ Dassault Systemes и IBM. Его используют в машиностроении, особенно часто в аэрокосмической сфере и автомобилестроении.

Программное обеспечение для профессионального 3D-моделирования

Каждое предприятие выбирает удобный для реализации своих целей и задач способ автоматизации информуправления. Ассортимент инструментов для этого разнообразен:

Выбираем доступные системы CAD в России

Правильно выбранная платформа для моделирования – это основной этап для PDM планирования, так как именно с помощью автоматизированного проектировщика создается конструкция будущего объекта, а также производятся расчеты, анализ.

ZWSOFT предлагает клиентам САПР . Это ПО – аналог ACAD, столь же функциональный и удобный. При этом стоимость ниже. Он используется всё большим количеством пользователей и востребован по ряду причин:

• поддержка чертежей формата DWG;
• большой арсенал инструментов;
• понятный интерфейс;
• доступная цена, сопоставимая с количеством опций.

В ZWCAD 2017, 2018 есть несколько версий. В качестве удобной программы CAD подойдет и . Набор функций каждой из них отличается, поэтому можно выбрать нужный вариант для заданных целей производства. Главное преимущество – возможность 2D и 3D редактирования и моделирования изображений, поддержка VBA /.Net; / ZRX, отображение элементов CAD и множество других полезных функций.

В версии 2018 есть несколько обновлений:

• улучшен стиль интерфейса;
• включено больше возможностей для настройки панели инструментов;
• расположенный в боковой панели калькулятор позволяет быстрее создавать и корректировать дополнения в чертеже, что облегчает задачи и их реализации.

Они экономят время пользователей. ZWCAD грамотно построенной лицензионной политикой дает клиентам самостоятельный выбор нужных для работы функций, подходящего варианта для реализации задач разных уровней сложности, при этом не нужно переплачивать за опции, которыми не будут пользоваться сотрудники.

Также на сайте представлены модули и надстройки для ZWCAD и ZWCAD+, увеличивающие возможности, которые предлагает базовый софт. Некоторые из них можно интегрировать в ACAD, что делает их популярными среди инженеров, конструкторов, дизайнеров, проектировщиков и специалистов других областей, занимающихся 3Д-моделированием.

Еще одной разработкой ZWSOFT является . Он имеет следующие преимущества:

• Чертежи поддерживаются в двух- и трехмерном пространстве.
• Есть опции гибридного моделирования для работы с твердотельным или каркасным объектом.
• Многоуровневая система вкладок – в одном файле будут расположены элементы разных уровней.
• Библиотека деталей содержит большое количество образцов.
• Быстрое создание пресс-форм и штампов.
• Обратная инженерия модели.
• Автоматическая проверка работы конструкции и анализ ее эффективности.

CAD имеет три комплектации – Lite, Standard и Professional. Вы можете выбрать наиболее оптимальный для вас вариант с дополнительными опциями.

Используйте новейшие разработки для роста собственного профессионализма и улучшения продукции вашего предприятия!

Системы автоматизированного проектирования относятся к числу наиболее сложных и наукоемких автоматизированных систем. Наряду с выполнением собственно проектных процедур необходимо автоматизировать также управление проектированием, поскольку сам процесс проектирования становится все более сложным и зачастую приобретает распределенный характер. На крупных и средних предприятиях заметна тенденция к интеграции САПР с АСУП и системами документооборота. Для управления столь сложными интегрированными системами в их составе имеется специальное ПО — системная среда САПР или АС, называемая в настоящее время системой управления проектными данными или системой PDM (Product Data management). Системы более общего характера, связанные с управлением данными на всех этапах жизненного цикла изделий и интеграцией различных промышленных автоматизированных систем, получили название систем управления жизненным циклом изделий или систем информационной поддержки изделий PLM (Product Lifecycle Management).

История систем управления проектными данными непосредственно связана с развитием систем автоматизированного проектирования. Появление системных сред в САПР ознаменовало переход от использования отдельных не связанных друг с другом программ, решающих частные проектные задачи, к применению интегрированной совокупности таких программ.

Интегрирующим компонентом в 70-е г.г. стала единая БД САПР. Однако попытки использовать имевшиеся в то время СУБД не приводили к удовлетворительным результатам в силу разнообразия типов проектных данных, распределенного и параллельного характера процессов проектирования, с одной стороны, и недостаточной развитости баз данных, с другой стороны.

Специализированные СУБД, ориентированные на САПР, были созданы в 80-е годы. Однако они не учитывали или в недостаточной степени удовлетворяли требованиям обеспечения целостности данных, управления потоками проектных работ, многоаспектного доступа пользователей к данным.

И лишь на рубеже 80-90 г.г. появились системы управления проектными данными, названные в то время Framework или системными средами, сначала в САПР электронной промышленности, а позднее и в САПР машиностроения, где они и получили наименование PDM.

На протяжении 90-х годов роль системных сред неуклонно повышалась. Во-первых, из-за роста сложности проектируемых объектов и необходимости сокращать сроки проектирования. Во-вторых, из-за необходимости интеграции систем проектирования с системами управления предприятием и технологическими процессами. Благодаря развитию Internet, Web- и CALS-технологий такая интеграция стала возможной в глобальном масштабе.

Современные системы управления проектными данными называют PDM. Они предназначены для информационного обеспечения проектирования и выполняют следующие основные функции:

• хранение проектных данных и доступ к ним, в том числе ведение распределенных архивов документов, их поиск, редактирование, маршрутизация, создание спецификаций;
• поиск, структурирование и визуализация данных;
• управление конфигурацией изделия, т.е. ведение версий проекта, управление внесением изменений;
• управление проектированием (проектами), обеспечение совместной работы разработчиков над проектом;
• защита информации;
• интеграция данных (поддержка типовых форматов, конвертирование данных).

Основной компонент систем PDM — банк данных (БнД). Он состоит из системы управления базами данных и баз данных (БД). Межпрограммный интерфейс в значительной мере реализуется через информационный обмен с помощью банка данных. PDM отличает легкость доступа к иерархически организованным данным, обслуживание запросов, выдача ответов не только в текстовой, но и в графической форме, привязанной к конструкции изделия. Поскольку взаимодействие внутри группы проектировщиков в основном осуществляется через обмен данными, то в системе PDM часто совмещают функции управления данными и управления параллельным проектированием.

К важнейшим функциям PDM относятся управление проектами и управление конфигураций изделий.

Рассмотрим остальные функции PDM.

В информационных моделях приложений фигурируют сущности (типы данных) и связи между ними. Установление сущностей, их атрибутов, связей и атрибутов связей означает структурирование проектных данных. Структура изделий обычно может быть представлена иерархически, в виде дерева. Иерархическая форма удобна при внесении и отслеживании изменений в модели, например, при добавлении и удалении сущностей, изменениях их атрибутов, введении новых связей. Поэтому одной из первоочередных функций PDM является поддержка интерактивной работы пользователя при создании моделей изделий (процессов), структурирование описаний проектируемых объектов, предъявление пользователю этой иерархической структуры вместе с возможностями навигации по дереву и получению нужной информации по каждой указанной пользователем структурной компоненте.

Например, в системе PDM STEP Suite элементы дерева, представляющего структуру изделия, могут соответствовать сборочным узлам, агрегатам, блокам, отдельным деталям. Навигация по дереву позволяет просматривать относящиеся к структурным единицам документы, геометрические модели, чертежи и другие атрибуты.

В системе PDM, разработанной в свое время фирмой Cadence для своей САПР, была предусмотрена иерархическая организация проектных данных, описывающих проектируемые СБИС (сверхбольшие интегральные схемы), с выделением уровней библиотек, категорий, ячеек, видов. Ячейка — базовый объект, который может иметь несколько различных представлений (видов). Ячейки объединяются в родственные группы — категории, а категории — в библиотеки. Разработчик с помощью системной среды имел доступ к проектным данным, мог создавать свои библиотеки, ячейки, виды.

Интерфейс с пользователем поддерживается визуализацией данных проекта одновременно в нескольких окнах. Для визуализации данных разных аспектов в PDM имеется ряд браузеров. Типичные изображения структуры изделия, создаваемые браузерами, представляются иерархическим списком или графически в виде дерева изделия или его фрагментов. В других окнах могут быть помещены различные виды, такие как 2D чертеж или 3D изображение; описания моделей; принципиальные схемы; атрибуты объекта (исполнитель, номер версии, дата утверждения и т.п.). Иногда для визуализации и редактирования данных в PDM конкретной фирмы привлекаются браузеры и редакторы других изготовителей.

Для примера на рис. 1 показан небольшой фрагмент дерева изделия. Обычно на экране дисплея рядом с названием компонента структуры высвечивается также присвоенный ему код. Выбор любого компонента (узла дерева) позволяет, во-первых, получить в появляющихся окнах требуемую информацию о компоненте. во-вторых, для компонента, являющегося сборкой, раскрыть следующий по иерархии фрагмент, в котором данный компонент будет представлен уже корневым узлом.

Рис. 1. Фрагмент дерева изделия

Целостность данных поддерживается в процессе управления конфигурацией проекта, а также тем, что нельзя одновременно изменять один и тот же объект разным разработчикам, каждый из них должен работать со своей рабочей версией. Другими словами, необходимо обеспечение синхронизации изменения данных, разделяемых многими пользователями.

Для этого выполняется авторизация пользователей и разрабатываются средства ведения многих версий проекта. Во-первых, пользователи подразделяются на классы (администрация системы, руководство проектом и частями проекта, группы исполнителей-проектировщиков) и для каждого класса вводят определенные ограничения, связанные с доступом к разделяемым данным; во-вторых, доступ регламентируется по типам разделяемых данных. Данным могут присваиваться различные значения статуса, например, "правильно", "необходимо перевычисление", "утверждено в качестве окончательного решения" и т.п. Собственно синхронизация выполняется с помощью механизмов типа рандеву или семафоров, рассматриваемых в пособиях по параллельным вычислениям.

Например, каждому пользователю в зависимости от его роли назначается уровень прав доступа. На низшем уровне пользователь может только просматривать данные. На высшем уровне, присваиваемом старшему администратору, допускаются любые модификации данных любого проекта и архивов. В функции лица, являющегося системным администратором, входят упорядочение данных с их распределением по дискам, контроль за правами доступа пользователей, связь с внешними системами (управление импортом-экспортом данных) и др.

Типичная схема разделения рабочего пространства между параллельно работающими пользователями показана на рис. 2.

Рис. 2. Информационные связи разработчиков с зонами базы данных

Следующими важными функциями PDM являются управление документами и документооборотом. Проектная документация характеризуется разноплановостью и большими объемами. В процессе проектирования используют чертежи, конструкторские спецификации или BOM, пояснительные записки, ведомости применяемости изделий, различного рода отчеты и др. Кроме того, в интегрированных автоматизированных системах проектирования и управления в документооборот входит большое число документов, связанных с процедурами маркетинга, снабжения, планирования, администрирования и т.п. .

Важно обеспечить автоматический учет влияния и распространения вносимых в проект изменений на другие части проектной документации.

Для подготовки, хранения и сопровождения необходимых документов, в том числе чертежей и схем, в PDM включают специализированные системы управления документами и системы управления документооборотом или адаптируют полнофункциональные системы делопроизводства, разработанные независимо от конкретных PDM.

Следует отметить, что параллельное проектирование (совмещенное проектирование), интеграция автоматизированных систем проектирования и управления на современных предприятиях возможны только в распределенной среде. Распределенные хранение и обработка информации в большинстве случаев осуществляются на базе применения технологий SOAP, CORBA или DCOM, языков Java и XML. Данные проекта при этом находятся в хранилищах данных, т.е. в нескольких базах распределенного банка данных. Находят применение трехзвенные распределенные системы с уровнями сервер баз данных — сервер приложений — клиенты. Принимаются меры по защите информации, типичные для корпоративных информационных систем. Разработаны рекомендации по внедрению операций с электронными цифровыми подписями.

Интеграция данных на ранних этапах развития PDM связывалась только с организацией сквозного проектирования изделий в рамках конкретной САПР. В настоящее время в связи с развитием CALS-технологий основным содержанием проблемы интеграции стало обеспечение интерфейса САПР с другими автоматизированными системами. Проблема решается с помощью поддержки типовых форматов, например, путем конвертирования данных из общепринятых форматов во внутренние представления конкретных САПР.

В CALS-технологиях взаимодействие систем основано на стандартах STEP, поэтому в ряде PDM имеются конверторы из предложенного в STEP языка Express.

Адаптация САПР к условиям конкретных предприятий может быть осуществлена с помощью языков расширения. Язык расширения — язык программирования, позволяющий адаптировать и настраивать системную среду на выполнение новых проектов. Язык расширения должен обеспечивать доступ к различным компонентам системной среды, объединять возможности базового языка программирования и командного языка, включать средства процедурного программирования. Для большинства языков расширения базовыми являются Lisp или C.

@Leon , в архиве деталь и сборка со специей. Нюанс еще в том, что после создания спецификации для того, что бы после обозначения появился номер исполнения надой зайти в MProp и нажать "Применить", после - обновить СП. ВА.00.00 Плита.zip

Спроектировать железо рельсосварочной машины, на базе оригинала (родом из СССР). Модель прототипа: https://yadi.sk/d/iGpmJ10_q7VMsA СПб, так как потребуются встречи и обсуждения на промежуточных этапах. Предложения в личку. Детали по телефону. Спасибо.

Может сместить сечение так, чтобы центр сдвига совпадал с узлами? Правда у меня на тестовой модели не получается, но возможно я в него не попал. При этом у меня в линейном решении у узлов консольно закрепленного уголка появились перемещения в направлении оси. Но как такое возможно при малых перемещениях?

@dbarlam Можете еще залить на fex.net и запостить ссылку. Да, 80 символов в строке, все что не влезло с новой строки. Плюс препроцессор выдает данные в фиксированном виде - записи разбиты по столбцам, если запись залезает в чужой столбец (удалил лишний пробел при редактировании) то будет ошибка. Можно перечислять объекты по другому - через запятую, но это только вручную. Вот тут идет описание всего этого со страницы 1037. https://docs.plm.automation.siemens.com/data_services/resources/nxnastran/10/help/en_US/tdocExt/pdf/QRG.pdf Эти правила скорее всего справедливы и для MSC Nastran. Тяжёлое наследие царского режима работы на перфокартах.

Цветовая гамма - сырая еще идея. Всех потребностей не отображает. Сделана как альтернатива 2д чертежам, т.к. на 3д модели не передаются допуски, а цвета граней и в нейтральных форматах передаются. И чтобы не тратить время на оформление чертежей, информацию при обработке по допускам берут из раскрашенных разными цветами граней. На каждом предприятии, которое эту ерунду использует, введена своя шкала. Много цветов в инструменталке не нужно, тут либо +-1мм либо 0,01мм))). Но эта методика не может работать со всеми видами размеров. Например межосевые расстояния, линейные охватывающие и охватываемые размеры и т.д. Методика работает только на узкоспециализированных предприятиях, которые выпускают только однотипную продукцию, где все допуски известны и цвет нужен для того, чтобы не забыть. Альтернатива этой идеи - так называемые аннотации или размеры, проставляемые прямо на 3д модели. Мне этот подход больше нравится, т.к. однозначно определяет все размеры и допуски к ним. И сейчас эти аннотации можно передавать через нейтральные форматы.