Системы коллективного ведения проектов.

PDM-системы

 

Современная крупная корпорация, как правило, объединяет множество различных подразделений, которые предъявляют свои уникальные требования к производствен- ному процессу. Два наиболее ярких примера – международные организации, в которых должны соблюдаться правила локальных рынков, и транснациональные корпорации из различных компаний, приобретавшихся в течение какого-то времени. Такие предпри- ятия не смогут сохранять конкурентоспособность без эффективного управления свои- ми функционально и географически разрозненными подразделениями и теми огром- ными массивами данных, которые они создают и используют. Для этого необходима мощная информационная технология, способная создать виртуальное информацион- ное пространство данных о корпоративной продукции. Такая технология обеспечит ди- намическую связь всех данных об изделии, возникающих в течение его жизненного цикла на разных этапах процесса разработки, производства, сопровождения – вплоть до утилизации.

За последнее десятилетие программы управления информацией корпоративного уровня эволюционировали от централизованных систем на мейнфреймах к системам с архитектурой «клиент/сервер».

 

Однако, несмотря на наличие большой коммерческой потребности, реализации подобных систем имели до недавнего времени лишь ограниченный успех. Являясь, по сути, слепком с больших систем эпохи «mainframe», реализации клиент/серверных технологий продолжают следовать традиции этой эпохи - разработке по методу "свер- ху-вниз". Полученные в результате системы с жестко определенными внутренними связями резко контрастируют со свободным потоком распространения информации и делают очевидными присущие централизованной архитектуре недостатки. Их трудно развертывать, дорого поддерживать и сложно адаптировать к постоянным изменениям требований корпоративного бизнеса. Такие системы, как правило, зависят от знания частных инструментальных средств и ресурсов поставщика. Но главное препятствие для эффективной работы систем корпоративного уровня – это навязывание единого представления информационных ресурсов, то есть, унифицированной модели данных. Хотя такая модель может быть распределена по подсистемам подразделений корпо-

64

 

рации, для всех подсистем она должна быть полностью одинакова. В результате соз- дается однородная объединенная среда, никак не учитывающая различия решаемых задач и профессионального уровня пользователей в географически разбросанных подразделениях корпорации, а также постоянного изменения требований и условий ведения бизнеса.

В итоге множество РDМ (РDМ – Рroduct/Project/Process Data Management) – разра- боток, следовавших традиционным принципам архитектуры клиент/сервер, оказались не в состоянии выйти за рамки научного проекта отдела информационных технологий. Группа, занятая реализацией системы РDМ, обычно тратит годы на бесплодные по- пытки построить общую модель данных, которая удовлетворит все требования всех подразделений корпорации. Но эта реализация так и не доходит до полного заверше- ния, поскольку постоянно меняются и добавляются новые правила ведения бизнеса. Пользователи недопустимо долгое время находятся в состоянии ожидания прикладной системы для отслеживания проектной информации об изделии. Окупаемость таких проектов оказывается неприемлемо низкой.

Ситуацию кардинальным образом может улучшить Internet. Java и другие Web- технологии уже зарекомендовали себя как эффективные инструменты для построения высоко-критичных информационных приложений поддержки бизнеса. Решения на базе internet способны успешно объединять как различные подразделения внутри компании, так и различные компании в рамках расширенного предприятия. Поэтому встает во- прос - можно ли найти оптимальную комбинацию производительности, функциональ- ности и мощных механизмов управления и защиты, требуемых для реальных систем РDМ корпоративного уровня, и всех тех удобств и преимуществ, которые имеет Web.

Реальные преимущества нового Web -мира смогут выявить только те приложения, архитектура которых непосредственно основана на internet-технологиях. Этот подход получил название Web -ориентации (Web-сentric). Вычислительная модель Web пре- доставляет не только совершенно иную техническую инфраструктуру, но и совершенно другой концептуальный подход к построению крупномасштабных информационных

систем. Решения на базе Web-технологий, или Web-ориентированные решения,

обеспечат присущие internet интегрированность, масштабируемость, простоту в ис- пользовании, управляемость и гибкость - и все это будет служить делу управления информацией о корпоративной продукции на всех стадиях, от создания концепции до списания с производства.

Современные системы PDM либо входят в состав модулей конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР. Дан- ные системы «пытаются» охватить достаточно широкий круг задач комплексного веде- ния нового изделия по всем стадиям проектирования, но при этом данные системы сложны в освоении и достаточно дорогостоящи.

Использование PDM-систем облегчает глобальный доступ к данным и использова- ние их всюду в любое время, поддерживает режим параллельной коллективной рабо- ты различных групп пользователей и обеспечивает управление жизненным циклом из- делия, начиная от концептуальной разработки до введения в эксплуатацию.

Внедрение системы PDM создаст оптимальную деловую среду для групповой па- раллельной работы конструкторов, технологов, управленцев и прочих исполнителей, подчиняя их действия заранее отработанным процедурам и обеспечивает информаци- онную стыковку с системой управления общими процессами.

 

На уровне технологической подготовки производства PDM-системы объединя- ют технологов и конструкторов средств технологического оснащения (СТО) еди- ным сетевым планированием, что позволит формировать и отслеживать техно- логические маршруты, извлекая из них спецификации по необходимым материалам, инструменту, оснастке, трудозатратам для служб материального обеспечения и вспомогательных производств.

 

Система PDM реализует концепцию электронного определения продукта ЕРD (Electronic Product Definition). Суть этой концепции в том, что рабочие места ис- полнителей, обязательно оборудованные CAD/CAM-системами возможно разного ти- па, но стыкуемые через соответствующие интерфейсы, дают возможность на уровне конструирования планировать ход разработки, видеть структуру изделия всем участни- кам процесса, и визуализировать его объемную модель.

Результатом этой работы является полностью собранный в виртуальном объеме на рабочей станции главного конструктора электронный прототип изделия, который можно дальше подвергнуть компьютерному анализу и декомпозировать для разработ- ки технологических маршрутов их изготовления и сборки. Система из электронного прототипа изделия автоматически готовит спецификации покупных изделий для служб внешней коопераций предприятия.

Назначение PDM-систем - собрать всю информацию об изделии в интегрирован- ной базе данных (БД) и обеспечить совместное использование этой информации в процессах проектирования, производства и эксплуатации.

В основе PDM лежит международный стандарт ISO 10303 (STEP) (в РФ дейст- вует ГОСТ Р ИСО 10303), определяющий схему (модель) данных в БД, набор инфор- мационных объектов и их атрибутов, необходимых для описания изделия. Кроме того,

стандарт определяет интерфейс доступа к данным: через программный интерфейс

(API) или текстовый обменный файл (работу с текстовым обменным файлом STEP (ISO 10303-21) обеспечивает большинство современных CAD/CAM систем: AutoDesk Mechanical Desktop, CADDS, Unigraphics, CATIA, IDEAS, Euclid, SolidEdge и др.).

На стадии проектирования база данных используется для накопления в стандар- тизованной форме результатов работы разработчиков и обмена данными между ними. Подготовленные, проверенные и утвержденные данные используются в процессах ма- териально-технического снабжения, производства и эксплуатации изделия.

 

Состав информации в системах PDM

 

В соответствии с требованиями стандарта ISO 10303 база данных системы PDM

содержит информацию:

- о структуре, вариантах конфигурации изделий,

- входимости компонентов в различные изделия,

- идентификационную информацию об изделии и его компонентах,

- геометрические модели различных типов

- электронные образы бумажных документов (чертежей),

- данные об организационной структуре предприятия и соподчиненности ее эле-

ментов, роли и полномочия людей,

- данные о процессе разработки: выполненных утверждениях результатов работы,

изменениях.

 

Кроме того база данных может содержать ассоциированные с элементами изделия документы, а сами элементы иметь набор функциональных или технических характе- ристик, измеряемых в различных единицах.

Данные могут попадать в систему различными способами - вводиться вручную или передаваться автоматизированными системами. Аналогично может происходить из- влечение и использование данных: от диалогового доступа к данным и визуального просмотра - до автоматического отбора при помощи прикладных программных систем в задачах материально-технического снабжения, планирования и т.д.

Интегрированная база данных предназначена для решения различных задач, свя- занных с обработкой данных об изделии. Содержание этих задач и роли людей при их решении предполагает множество точек зрения на данные и дисциплин доступа к дан- ным. Например, с точки зрения конструктора изделие имеет несколько вариантов со- става (конфигураций), причем в "конструкторский" состав изделия входят все компо- ненты изделия необходимые для его изготовления. С точки зрения эксплуатации - в

 

состав изделия входят только те элементы, которые можно демонтировать для обслу- живания или замены. Службу обеспечения качества продукции и заказчиков могут ин- тересовать физические параметры конкретного экземпляра изделия. Каждая из групп пользователей работает со своим наборами данных, логически увязанными в общую интегрированную базу данных.

Пользователь работает с базой данных, представляя ее себе в виде дерева изде- лия (или пересекающегося семейства деревьев изделий), ветви которого декомпози- руются на сборочные узлы, агрегаты и отдельные детали. С элементами дерева свя- заны документы, данные о выполненных действиях, характеристики.

 

 

Одновременно с этим необходимо создать описание организационной структуры, пользователей и их функции (роли). Затем - типы данных (элемент структуры, доку- мент), возможные состояния документов (разработан, утвержден, отменен), грифы секретности, единицы измерения и характеристики компонентов.

Ввод данных осуществляется путем загрузки обменного файла из системы CAD/CAM, либо в диалоговом режиме: путем ввода обозначений входящих компонент, либо установлением ссылки на уже имеющиеся в базе данных объекты (компоненты). Последнее означает, что многократно используемые объекты, например, типовые де- тали, узлы, агрегаты или ПКИ описываются только один раз. Такие компоненты целе- сообразно поместить в категорию "…типовые решения" и использовать на них ссылки при создании структуры изделия.

К элементам " дерева изделия " присоединяются геометрические модели (например в формате STEP), электронные чертежи (DWG и пр.) или документы (растровые изо- бражения, текстовые документы или файлы в иных форматах).

 

 

 

В процессе коллективной работы хранимый в базе данных документ, чертеж или модель могут быть взяты для дальнейшей доработки (создания новой редакции). При этом в базе данных исходная версия документа "замораживается" и помечается как находящаяся в процессе редактирования. После завершения редактирования создает- ся новая версия, и хранится вместе с предыдущей. При этом запоминается порядок создания версий документа образующий дерево. То есть для каждой версии документа можно определить ту, на основе которой она была сделана.

Одна из версий документа является активной, то есть действительной на данный момент. При обращении пользователя к документу рассматривается именно активная версия. Но всегда можно обратиться к любой конкретной версии документа.

Разработанные модели, чертежи или документы могут быть утверждены. Инфор- мационный объект "утверждение" (по сути подпись), присоединенный к документу, со- держит данные о статусе утверждения и лице, осуществившем утверждение. Все вер- сии документов утверждаются отдельно. То есть при назначении активной неподпи- санной версии документа все подписи теряют актуальность, а при откате к ранее ут- вержденной версии все подписи снова становятся действительными.

Система PDM может хранить данные необходимые для подготовки электронных

публикаций (интерактивных электронных технических руководств на изделие) и взаи- модействовать с системой автоматизированной подготовки электронных руководств. В этом случае обеспечивается централизованное управление всеми данными проекта.