Решения

Организация электронного архива на основе PartY PLUS в ФНПЦ «РПКБ»

Для современного промышленного предприятия в условиях рыночной экономики необходимо решать задачи постоянного повышения конкурентоспособности своей продукции. Решения этих задач следует искать в ускорении производства своей продукции, повышении качества продукции, а также в обеспечении информационного обмена с партнерами при совместной работе в рамках кооперации.

В связи с тем, что до 80% затрат на разработку и производство нового изделия приходится на этап проектирования и подготовки технической документации, особую важность приобретают методы решения задачи управления информацией об изделии. Одним из методов решения задачи управления информацией об изделии является технология информационной поддержки жизненного цикла продукции – ИПИ (CALS) технологии. Основной идеей концепции ИПИ-технологии является преобразование жизненного цикла продукции в высокоавтоматизированный интегрированный процесс, в котором хранение технических данных об изделии и управление техническим документооборотом осуществляется в электронном виде. Данные функции реализуются с помощью системы управления данными об изделии – PDM-системы.

В отличие от других программных продуктов, PDM-система представляет собой инструмент организации работы, который необходимо настраивать под те рабочие процедуры, которые приняты на каждом конкретном предприятии, то есть, провести выбор набора функций, необходимых предприятию.

В процессе реализации проекта на базе концепций ИПИ-технологии, к середине 2003 г., в ФНПЦ «РПКБ» в основном было завершено изучение и анализ возможностей различных PDM-систем, и проведен выбор задачи первой очереди внедрения, а также выбор самой PDM-системы для ее внедрения в масштабах предприятия. На стадии изучения, анализа и принятия окончательных решений учитывался собственный опыт работы, опыт работы отраслевых предприятий НПЦ «Технокомплекс» (РПЗ, ЧПЗ «ЭЛАРА», «Техприбор») и опыт работы других предприятий (ОАО «Алмаз-Антей», НПО «Модуль» и др.).

Под внедрением понимается создание автоматизированной системы управления данными о продукции (АСУДП), включающей программные и аппаратные средства, подготовленный персонал и нормативную документацию.

Целью проекта является повышение конкурентоспособности предприятия на отечественном и зарубежном рынках.

 

Выбор задачи первой очереди

Реализацией первой очереди проекта стало одновременное внедрение PDM-системы для функционирования электронного архива (ЭА) и управления созданием, изменением, согласованием и утверждением конструкторской документации (КД) с целью дальнейшего обеспечения передачи комплекта конструкторской документации по изделиям в электронном виде от ФНПЦ «РПКБ» серийным заводам.

Выбор решения задачи первой очереди внедрения – электронный документооборот КД ― не случаен. Для отдельного предприятия наиболее формализованным и устойчивым участком документооборота являются процедуры хранения и обращения конструкторской документации. Все функции управления потоками работ с КД однозначно регламентируются Государственными стандартами и Стандартами предприятия (СТП).

Стандарты предприятия описывают каждое действие сотрудников предприятия, перечень документов, принимаемых на хранение в архив, лиц, ответственных за процесс их изготовления, приема, хранения, проведение изменений и рассылку из архива. Все эти процедуры определены, и с трудом поддаются изменению. Любое изменение процесса прохождения КД влечет за собой многочисленные согласования с заказчиками, предприятиями, являющимися внешними потребителями КД, руководителями подразделений предприятия, выпускающих документацию и рядом других служб. Кроме того, для КД в электронном виде требуется надежное долговременное хранение и оперативное тиражирование копий для дальнейшей работы с ней внешних потребителей. Удобство и оперативность обращения КД в электронном виде является мощным движущим фактором прогресса ведения работ в данном направлении.

Для предприятий, являющихся внешними потребителями КД в электронном виде, предоставляются следующие дополнительные преимущества:

1. в процессе подготовки производства появляется возможность более продуктивно использовать собственный внутризаводской электронный архив;

2. появляется возможность оперативно тиражировать любые документы в электронном виде;

3. появляется возможность обработки электронного документа под свои нужды (создание документов для задач ERP, чертежей и моделей для технологий, ТУ для инструкций, методик и т.д.).

В итоге все это дает существенное сокращение времени выхода продукции предприятия на рынок.

 

Выбор PDM–системы в масштабах предприятия

Выбор внедряемой PDM-системы является задачей специалистов самого предприятия. По сути, PDM-система это мощный инструмент документооборота и одновременно среда для организации деятельности рабочих групп с ярко выраженным акцентом на работу с технической документацией. Не случайно многие ведущие производители PDM-систем являются одновременно и мировыми лидерами в области разработки САПР. Это в свою очередь позволяет продуктам управления информацией об изделии служить мостом, связывающим производственную и управленческую деятельность. В настоящее время в ФНПЦ «РПКБ» применяются три PDM-системы от различных поставщиков: две для конструкторских работ – системы T-FLEX DOCs и SWR-PDM, а также система PartY LT для управления хранилищем программных документов.

В соответствии с концепцией ИПИ-технологий, для отдельного предприятия необходимо наличие единого хранилища данных об изделии в электронном виде. В противном случае затрудняется обмен данными между ними, делается невозможным сквозное автоматизированное отслеживание и контроль всех процессов проектирования изделий на предприятии, и возникают дополнительные трудности при реализации обмена данными с серийными заводами. Из всего сказанного можно сделать вывод о необходимости выбора специалистами предприятия единой PDM-системы и проведении ее комплексного внедрения в подразделениях, участвующих в подготовке и выпуске КД.

При выборе и внедрении PDM-системы специалистами ФНПЦ «РПКБ» учитывались четыре основных фактора:

 

Фактор первый. Необходимость тесной интеграции PDM-системы с имеющимися на предприятии прикладными системами (в первую очередь ― различные САПР).

В ФНПЦ «РПКБ» в процессе проектирования изделий и выпуска КД значительное применение имеют САПР семейства T-FLEX компании «Топ Системы» и комплекс SolidWorks, а также P-CAD 2000. В настоящий момент из серьезно рассматриваемых предприятием систем, интерфейс с SolidWorks имеет только система PartY PLUS. Проведение интеграции между любой PDM-системой и САПР не представляет особых проблем с технической точки зрения, но естественно приведет к дополнительным затратам времени и средств.

 

Фактор второй. Необходимость организации обмена данными в электронном виде с серийными заводами.

Обмен данными в электронном виде с серийными заводами НПЦ «Технокомплекс» является системообразующим, поскольку снабжает информацией все этапы жизненного цикла изделия, следующие за этапом проектирования. В последующем данная задача решается уже технологией управления информацией об изделии на протяжении его жизненного цикла PLMProduct Lifecycle Management.

В настоящее время не существует готовых решений по закупке и установке PLM-системы в целом, так как данная технология включает совокупность технологий и методов интеграции уже функционирующих корпоративных систем (CAD, CAM, PDM, ERP и т.д.). Большинство предприятий для выполнения конкретных заданий производственного процесса используют САПР различных поставщиков. Для их интеграции приходится использовать средства преобразования данных из одного формата в другой, что ухудшает качество информации и вызывает появление ошибок. Единственный способ избежать этого ― внедрять продукты от одного разработчика. Однако в настоящее время в сложившейся ситуации найдется немного предприятий, где сочтут возможным менять привычные САПР на новые и перестраивать годами накопленные электронные базы данных.

Задачей первой очереди является создание электронного архива и обмен данными между АСУДП ФНПЦ «РПКБ» и АСУДП серийных заводов РПЗ и ЧНППП «Элара». Целью организации данного обмена является обеспечение полноты, целостности и актуальности информации об изделии в любой момент времени и обеспечение одновременного доступа к ней всем участникам жизненного цикла изделия в соответствии с имеющимися у них правами.

На упомянутых серийных заводах функционируют АСУДП, построенные на основе системы PartY PLUS. Передача данных между АСУДП двух предприятий представляет собой в первую очередь организационную проблему, связанную с необходимостью разработки и неукоснительного соблюдения регламента передачи данных. Во вторую очередь обмен данными представляет собой решение технических вопросов, связанных с генерацией и чтением системами обменных файлов.

Решение проблемы формирования обменных файлов проводится различными компаниями по пути создания открытого формата данных. По всей видимости, это направление является единственно правильным. К сожалению, технология обмена информацией между предприятиями еще до конца не разработана. Например, организация ISO выпустила стандарт STEP, но пока он не получил полной поддержки у поставщиков. Компания EDS предлагает для описания геометрии формат PLMXML на основе метаязыка XML. Консорциум OpenHSF предлагает свой одноименный стандарт и т.д. Сведения об этих разработках можно найти на сайтах: www.iso.org, www.eds.com/products/plm/open, www.opensf.org и других. Данные разработки еще только начинают внедряться, и пока нет полной уверенности в том, что они станут основой для полноценного стандарта PLM.

В настоящее время существуют лишь рекомендации по стандартизации (РС), например, РС Р 50.1.027-2001. Этот документ распространяется на обмен между организациями или системами конструкторскими, технологическими, программными и другими проектными данными, представленными в электронном виде. Стандарты РС 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.

 

Фактор третий. Необходимость подключения всех имеющихся на предприятии БД в среду единой PDM-системы.

Подавляющая часть КД, применяемой в ФНПЦ «РПКБ», представляют собой информацию в виде разрозненных файлов, которые необходимо подключить к единому информационному пространству предприятия.

В рамках анализа ситуации на предприятии, была проведена проверка возможности применения PDM-системы к конкретному проекту, для этого был разработан демонстрационный пример на основе информации о новом изделии «ДП-30». Реализация проекта проводилась в соответствии с предоставленным комплектом электронной документации, включавшим спецификации, чертежи, электрические схемы, программные продукты и ряд других текстовых файлов. Было также проведено подключение к данной структуре всех необходимых прикладных систем для просмотра и редактирования данных (T-FLEX CAD, P-CAD, AutoCAD и MSWord). Эта работа проводилась в среде PDM-системы PartY LT, установленной в службе программной документации предприятия.

Была проведена предварительная настройка, наполнение проекта и в соответствии со спецификацией создана иерархическая структура полного состава изделия – дерево связей объектов. При формировании документов в графической структуре дерева связей объектов используется иерархическая файловая система. Схема деления изделия на составные части представлена в соответствии с ГОСТ 2.711-82. Структура хранения графической информации содержит четыре типа каталогов: «Проектный_КД», «DIRECTORY» (для вновь разрабатываемых узлов и сборочных единиц), «DIR_ADOPT» (для заимствованных узлов и сборочных единиц) и «DIR_PURCHASED» (для покупных узлов и сборочных единиц).

Название объектов формируется последовательно из трех атрибутов: инвентарный номер, обозначение и наименование. Фрагмент структуры хранения графической информации, содержащий каталоги двух типов – «Проектный_КД» и «DIRECTORY» представлен на рис. 1.

 

 

Рис. 1. Фрагмент представления структуры дерева связей объектов в проекте «Архив_КД» изделия «ДП-30».

Рис. 1. Фрагмент представления структуры дерева связей объектов в проекте «Архив_КД» изделия «ДП-30».

 

 

Каталог «0001_КМИВ.468363_СП» содержит спецификацию альбома в целом. Подкаталог «0038_КМИВ.301251.059_СБ» содержит информацию по вновь разрабатываемой сборочной единице с входящими в нее деталями ― объектами типа файл.

На рис. 2 отображен фрагмент представления структуры дерева связей объектов в проекте, содержащий информацию из каталогов и подкаталогов заимствованных узлов (децимальные номера ― 0103, 0103-1, 0108, 0109) и каталога покупных (децимальный номер ― 0008).

 

 

Рис. 2. Фрагмент графической структуры проекта, содержащий каталоги и подкаталоги заимствованных и покупных сборочных узлов.

Рис. 2. Фрагмент графической структуры проекта, содержащий каталоги и подкаталоги заимствованных и покупных сборочных узлов.

 

 

Объекты, имеющие в своем обозначении аббревиатуру «.grb» содержат файлы чертежей деталей, выполненных в САПР T-FLEX CAD. Сложные детали наряду с их плоскими чертежами содержат еще и трехмерное графическое представление.

Такое представление деталей помимо наглядности имеет большое практическое значение. На серийных заводах с помощью 3D-моделей проводится изготовление технологической оснастки в процессе подготовки к выпуску нового изделия. Использование 3D-моделей существенно ускоряет процесс изготовления этой оснастки, т. к. современные САПР способны быстро генерировать 2D-чертежи, а также любую проекцию и любое сечение на базе трехмерной модели. К тому же построение трехмерной сборочной модели изделия в целом является единственным средством выявления конструкторских и технологических ошибок.

На рис. 3 представлен пример созданного конструкторами в T-FLEX CAD файла «КМИВ713342004.grb», связанный с объектом «0091_ КМИВ_713342_004.grb Стойка 3D» через атрибут «путь к файлу».

 

 

Рис. 3. Деталь, спроектированная в T-Flex CAD.
Рис. 3. Деталь, спроектированная в T-Flex CAD.

 

 

На рис. 4 представлен пример плоского чертежа платы декодера, созданного конструкторами в P-CAD 2000 (файл «Rdec.pcb»), который связан с объектом «0201_ КМИВ_00281428_01.pcb Декодер» через атрибут «путь к файлу».

 

 

Рис. 4. Плата, спроектированная в P-CAD 2000.
Рис. 4. Плата, спроектированная в P-CAD 2000.
 

 

 

Состав конструкторской документации изделия, который можно представить в виде иерархического дерева, является информационной основой для объединения всех используемых файлов альбома в единую структуру. Работа с этой структурой позволяет вносить в нее данные об изделии и получать из нее данные об изделии для их дальнейшего использования. При этом обеспечивается актуальность информации, учет и контроль всех версий конструкторских документов, управление конфигурациями, внесение изменений и санкционированный доступ.

Для всех объектов проекта средствами администрирования формируются атрибуты, являющиеся информационно-поисковыми характеристиками. Каждый объект имеет имя, размер, дату, масштаб, формат, материал и целый ряд других атрибутов и отношений между ними. По каждому атрибуту или комбинации атрибутов объектов можно организовать их поиск и классификацию в БД.

Результат наполнения архива выявил ряд важных особенностей:

  • на примере реализации конкретного проекта изделия «ДП-30» подтвердилась возможность подключения всех имеющихся на предприятии файлов различных форматов в среду единой PDM-системы;
  •  хранилище документов может быть организовано произвольно, система позволяет создавать архивы и папки с документами в любой иерархии, не накладывая никаких ограничений ни на их количество, ни на глубину вложения;
  • для PDM-системы PartY не имеет никакого значения тип документа, хранящегося в архиве, поскольку модуль администрирования позволяет настроить систему на работу с файлами любого типа;
  • для эффективного управления архивом система PartY имеет встроенную систему поиска, позволяющую быстро находить документы по любому известному пользователю набору атрибутов или местоположению документов;
  •  возможно задание допустимых вариантов замены узлов и деталей, ведение каталогов покупных и заимствованных деталей.

 

Ряд других важных особенностей системы можно будет использовать в среде сетевой версии системы PartY PLUS. Например, решается проблема многократного использования информации. По ряду причин конструкторы часто делают лишнюю работу, каждый раз создавая заново модели деталей, вместо того, чтобы взять их из других проектов и использовать повторно.

Изделия авиационной промышленности имеют достаточно длинный жизненный цикл ― до 30 лет. Если с самого начала при выборе базового конструктивного элемента проектировщик не смог предусмотреть, как будет меняться деталь в течение ее жизненного цикла, то потом окажется проще предложить новую модель, чем вносить изменения в старую. Вторая проблема возникает из-за устаревшей организации хранения данных. Связи и отношения деталей в сборке обычно хранятся в таблицах в виде имен дисков и каталогов соответствующих файлов. В процессе жизненного цикла эти файлы перемещаются по сети, и связи между ними нарушаются. Подобная зависимость от физического и логического местонахождения файлов может приводить к ошибкам в тех случаях, когда узлы применяются одновременно в нескольких изделиях. Решить эту проблему можно только в рамках использования PDM-системы. Для этого необходимо использовать функцию автоматического определения «входимости» документа или объекта в другие объекты (проекты). Эта функция позволяет легко находить те объекты, которые затронет изменение данного документа.

 

 

Четвертый фактор. Использование имеющегося опыта работы в среде выбираемой PDM-системы как в процессе проектирования промышленных изделий, так и на последующих стадиях их ЖЦ.

В 2001 г. в службе программной документации была успешно внедрена и запущена в эксплуатацию однопользовательская PDM-система PartYLT. К 2003 г. в ФНПЦ «РПКБ» собственными силами организован электронный архив, на базе которого создана современная высокоэффективная технология хранения и использования электронных версий программных документов (см. «САПР и графика», №8, 2003 г.). К этому времени на серийных заводах (РПЗ и ЧПЗ «Элара») проходили различные этапы внедрения и промышленной эксплуатации АСУДП на базе PDM-системы PartYPLUS. Достаточно успешно внедряется технология PLM на предприятии НПЦ «Технокомплекс» – «Техприбор» (г. Санкт-Петербург). Главная особенность внедрения ― охват полного производственного цикла (разработка, опытное и серийное производство) и интеграция САПР с PDM- и ERP-системами. В роли PDM используется PartY PLUS российской компании «Лоция Софт». Поэтому в сложившейся ситуации при передаче информации на серийные заводы легче решить техническую проблему обмена в среде PDMPartYPartY. Собственный опыт эксплуатации системы и опыт эксплуатации ее на смежных предприятиях позволил сделать выбор в пользу системы управления информацией об изделии, проектными данными и документами (PDM/TDM/Workflow) PartY PLUS.

Система PartYPLUS соответствует требованиям отечественных стандартов (ЕСКД, СПДС и др.), но в то же время ориентирована на поддержку международных стандартов (ISO 9000, STEP).

PartY PLUS разрабатывалась специально для отечественных предприятий и проектных организаций с учетом специфики их работы.

Отличительной особенностью системы является настройка на специфику предприятия с использованием правил проведения проектных процедур.

На основании данных системы PartY возможно построение электронной модели изделия, различных справочников деталей, узлов, материалов, электро-радио элементы и так далее.

Система PartY, помимо стандартного набора возможностей, присущих TDM/PDM-системам, включает ряд добавочных функций:

· настраиваемые интеллектуальные бизнес-правила, определяющие логику работы системы;

· визуальное сравнение нескольких проектов;

· ведение полной истории всех инженерных изменений в проекте с возможностью сравнения текущего состояния с состоянием проекта на любую дату;

· представления, позволяющие отображать информацию, требуемую определенным группам пользователей.

Система PartY PLUS успешно используется для решения задач управления информацией в аэрокосмической отрасли, энергетике, нефтяной и газовой отрасли, машиностроении, приборостроении, проектных организациях и др. Первая версия системы (v.1.04) начала внедряться в промышленности РФ в 1997 г. К концу 2003 г. системой (текущая версия – v. 4.1) пользуются уже более 300 предприятий из 17 отраслей.

Компания «Лоция Софт» постоянно развивается и проводит инвестиции в новые разработки, в результате чего появляются новые версии системы, учитывающие опыт ее эксплуатации и пожелания заказчиков. Компания предлагает пользователям возможность обновлять версии ранее установленного программного обеспечения.

Инвестиции в содержание системы обеспечивают жизнеспособность системы и соответствие ее изменяющимся требованиям рынка.

 

Техническое задание на выполнение работ

Решение задачи первой очереди внедрения PDM-системы в ФНПЦ «РПКБ» должно привести к получению первых результатов в виде увеличения числа взаимозаменяемых деталей, упрощения процесса внесения конструкторских изменений и ускорения процессов управления информацией об изделии, проектными данными и документами.

В то же время ни для кого не секрет, что оснащение крупной организации информационными технологиями и их «врастание» в производственный организм — процесс многостадийный, требующий, как правило, много времени и сил. Эти два факта приводят к тому, что предприятиям предоставляется возможность не только выбирать себе стратегическую цель, решая, что же им автоматизировать, но и определять, каким путем они будут к этой цели идти.

Перед комплексной бригадой внедрения была поставлена задача создания единого электронного архива для связи технологов и конструкторов, а также последующей передачи КД в электронном виде через отдел стандартизации серийным заводам. Сотрудниками комплексной бригады совместно с сотрудниками Государственного межведомственного центра CALS-технологий, были составлены техническое задание и план-график поэтапного решения поставленной задачи.

В процессе сбора и анализа информации о структуре и возможностях электронного архива сформировалось понятие его состава. Ниже приводится перечень всех основных функций электронного архива КД, вошедших в ТЗ для ФНПЦ «РПКБ» и необходимых для успешного решения проблемы проектно-конструкторского электронного документооборота на основе PDM-системы:

· хранение в виде дерева информации о составе изделия в соответствии со спецификацией;

· хранение информации о компонентах (сборочных единицах, деталях, материалах, стандартных изделиях) изделия, включая их характеристики;

· ведение картотеки учета конструкторской документации отдела стандартизации, включая информацию об инвентарных номерах бумажных конструкторских документов;

· хранение всех изменений конструкторской документации;

· хранение всех версий полного состава изделия;

· хранение справочника покупных комплектующих изделий и материалов;

· ведение аналога журнала регистрации конструкторской документации отдела стандартизации;

· ввод данных и рассылку копий внутренним абонентам;

· ведение обозначений сборочных единиц и деталей в соответствии с классификатором ЕСКД.

 

Электронный архив КД, содержащий все перечисленные функции, можно реализовать на базе PDM-системы PartY PLUS. В этом случае он будет способен удовлетворять требованиям конструкторов и технологов и сможет работать в рамках корпоративной системы проектно-конструкторского документооборота НПЦ «Технокомплекс».

 

 

Выводы

По нашему глубокому убеждению, только при таком подходе к решению поставленных задач будут реализованы три основных требования к результатам выполнения работ по внедрению:

  1. Обеспечение передачи комплекта конструкторской документации по изделиям в электронном виде от ФНПЦ «РПКБ» серийным заводам;
  2. Повышение качества электронной конструкторской документации на изделия предприятия;
  3. Повышение эффективности процессов работы с документацией на предприятии.

 

Перечень использованных документов

 

ГОСТ 28388-89 СОИ

Документы на магнитных носителях данных. Порядок выполнения и обращения

 

ГОСТ 2.004-88 ЕСКД

Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ

 

ГОСТ 2.503-90 ЕСКД

Правила внесения изменений

 

ГОСТ 19.603-78 ЕСПД

Общие правила внесения изменений

 

ГОСТ 27781-88

Системы обработки информации. Магнитные носители данных с записью. Правила выполнения этикетки

 

ГОСТ 2.711-82

Схема деления изделия на составные части

 

ГОСТ Р ИСО 10303-22-2001

Системы автоматизации производства и их интеграции. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 22. Методы реализации. Стандартный интерфейс доступа к данным

 

 

ГОСТ Р ИСО 10303-41-99.

Системы автоматизации производства и их интеграции. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 41. Интегрированные обобщенные ресурсы. Основы описания и поддержки изделий

 

 

РС Р 50.1.027-2001.

Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Автоматизированный обмен технической информацией. Основные положения и общие требования

 

 

СТП предприятия

Конструкторская документация на машинных носителях.

Правила выполнения чертежей деталей, сборочных единиц и текстовой документации

 

 

Об авторах:

Олег Гущин – руководитель службы программной документации ФНПЦ «РПКБ».

Татьяна Промзелёва – ведущий математик ФНПЦ «РПКБ».

 

Популярные теги