up

Предметная область имеет сложную структуру и не упорядочена – и это естественно, ведь если бы она была простой и упорядоченной, нам не понадобилась бы ее реляционная модель. Но для успешной реализации проекта необходимо ограничить проектируемую систему определенными рамками, в которые будет входить отдельная, четко определенная совокупность объектов и связей между ними. Только после этого вы сможете правильно оценить масштабы проектируемой системы.

Под термином модель данных договоримся понимать концептуальное описание предметной области. Она включает определения сущностей и их атрибутов: например, сущность Customer (Покупатель) может иметь атрибуты Name (Имя) и Address (Адрес). Сюда входят также определяемые для сущностей ограничения: например, Customer-Name не может допускать «пустых» значений.

Кроме того, модель данных включает в себя описание взаимоотношений между сущностями и ограничения, определенные для этих взаимоотношений: например, ограничение, декларирующее, что для каждого менеджера число отчитывающихся перед ним сотрудников не должно быть более пяти. Модель данных не содержит ссылок и указаний на физическую модель самой системы.

Определение физической модели – создаваемых таблиц и представлений, называется схемой базы данных или просто схемой. Схема – это перевод концептуальной модели в физическое представление, осуществляемое, как правило, средствами СУБД. Схема – это понятие, относящееся к концептуальному, а не к физическому уровню. Это все та же модель данных, описываемая в терминах, используемых механизмом СУБД – таблицы, триггеры и т.п.

Когда вы при помощи программного кода или интерактивной среды, например Microsoft Access, «объясните» механизму СУБД, что же будут представлять собой ваши данные, он создаст физические объекты, в которых эти данные будут храниться. Как правило, такие объекты размещаются на жестком диске, впрочем, это совсем не обязательно. Структура и данные вместе составляют то, что я обычно называю базой данных. БД содержит физические таблицы, представления, запросы, хранимые процедуры, а также правила, используемые механизмом СУБД для зашиты данных.

В понятие «БД» не входят приложение, состоящее, как правило, из форм и отчетов, с которыми работают пользователи, а также средства, обеспечивающие связь между серверной и клиентской частями клиентсерверных приложений. Кроме того, в БД не входит механизм СУБД.

11

1.3. Изделие и управление его жизненным циклом

Управление жизненным циклом изделия или Product Lifecycle Management или PLM делает возможным контролировать изделие в течение всей его жизни и управлять информацией, связанной с ним. Эффективное управление жизненным циклом изделия позволяет предприятиям быть успешными на международном и глобальном рынке.

1.3.1. Что такое изделие?

Всегда когда мы говорим об изделии, мы подразумеваем материальные изделия, например, какие-либо предметы. Согласно ГОСТ, изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Предмет – это вещественное материальное изделие, которое может принадлежать, может быть продано, может быть распределено по сети сбыта. С другой стороны в современном мире, изделие может быть чем-то неосязаемым, нематериальным, например как программное обеспечение, знания, алгоритм, формула. И важно понимать, что они также являются такими же изделиями, как и материальные предметы.

Когда мы будем с вами в этом курсе говорить об изделии, мы всегда будем подразумевать три вида изделий:

1)предметы, подразумевая материальные изделия;

2)услуги;

3)нематериальные изделия, к которым относятся невещественные изделия и которые не являются услугами, например:

а) программное обеспечение; б) алгоритм.

1.3.2. Что такое PLM?

Управление информацией об изделии или Product Data Management или PDM может быть представлено как часть PLM. Исторически первыми появились системы, предназначенные для управления инженер-

ной информацией об изделии (Engineering Data Management, EDM).

Позднее, в 1980-х годах, появились PDM системы. Их появление было связано с тем, что производственные компании осознали необходимость отслеживать то огромное количество файлов, которое получают в результате проектирования изделия с использованием систем автоматизированного проектирования или САПР. Как вы знаете, англоязычным аналогом САПР является CAD – Computer-aided Design. Использование PDM способствовало унификации изделии, позволяло хранить и управ-

12

лять файлами документов, давало возможность формировать и поддерживать в актуальном состоянии электронную структуру изделий, отслеживать версионность файлов, давало возможность быстрой навигации по структуре изделия, т.е. отслеживать взаимосвязь между сборочными единицами и деталями. Таким образом, специалисты получили возможность быстрого доступа к стандартным изделиям, спецификациям, актуальным версиям файлов, что снизило риск использования неактуальной информации и обеспечило преемственность при проектировании, т.е. повторное использование информации.

Тем не менее, преимущества от использования PLM – это гораздо больше, чем экономия времени и средств из-за повторного использования информации с применением современных информационных технологий. PLM – это стратегия направленная на постоянное изменение, совершенствование процессов, инструкций и методов с соответствующим контролем за выпуском продукции в течение всего жизненного цикла и на всех этапах жизненного цикла изделия. Возвращение инвестиций в PLM достигается за счет увеличения ценности бизнеса, в особенности за счет расширения доли рынка и увеличения рентабельности бизнеса. Достигается это с помощью рационализации бизнес процессов, что помогает выводить на рынок инновационные, привлекательные для покупателей изделия, поддерживать имидж бренда и опережать конкурентов.

Таким образом, PLM выходит за рамки простой системы, которая должна хранить, обновлять, предоставлять информацию. На данный момент PLM – это глобальная стратегия ведения бизнеса, созданная для управления изделием и его жизненным циклом, охватывающая не только изделия, документы и спецификации, но и такие области, как анализ деятельности и обратная связь, экологичность компонентов и изделия, стандарты качества, управление требованиями, управление изменениями, управление процессами производства, управление эксплуатационными характеристиками изделия, управление взаимодействием с поставщиками и так далее.

С другой стороны PLM обеспечивает стандартный функционал, такой как управление потоками заданий или workflow, руководство выполнением плана работ, управление проектами, стандартизация и автоматизация управления деятельности. Системы с использованием интернет технологий позволяют компаниям объединять свои филиалы и взаимодействовать с бизнес-партнерами, поставщиками и заказчиками по всему миру. PLM – это основа совместной работы, позволяющая специалистам по всему миру расширять предприятия и повышать эффективность.

13

Операционная эффективность повышается при использовании PLM благодаря тому, что специалисты в течение всей цепочки добавочной стоимости получают возможности быстрого поиска и извлечения необходимой информации, повторного использования данных, оперативного обмена данными и использования других инструментов отслеживания версионности и обеспечения безопасности данных. Это позволяет организации быстрее приводить в действия конструкторские изменения и эффективно осуществлять поддержку изделия на этапе эксплуатации. Организация получает возможность использовать обратную связь от потребителя продукции, отвечая на вопросы и предложения и оперативно изменяя критические характеристики изделия.

С этой точки зрения, использование PLM дает впечатляющую экономию. Как отмечается в зарубежных источниках, в зависимости от типа изготовляемой продукции, срок окупаемости PLM составляет от года до двух лет. PLM позволяет выводить изделие на рынок быстрее, обеспечивая тем самым повышение прибыли предприятия. Контроль на каждом этапе жизненного цикла позволяет точно и аккуратно устранять ошибки, повышая тем самым качество продукции. Все это делает предприятие эффективным и рентабельным.

1.3.3. PLM: основа

PLM – это систематическая, контролируемая концепция для управления и разработки изделия и для всей информации, связанной с изделием. PLM предлагает управление и контроль процессов непосредственно связанных с изделием, таких как проектирование, технологическая подготовка производства, производство, а также процессов по заказам и поставкам, маркетинговых процессов в течение всего жизненного цикла изделия от возникновения идеи и до утилизации (рис. 1.3).

В основе управления жизненным циклом изделия лежит создание, сохранение и архивирование информации, относящейся к изделию и действий над ним, с целью обеспечения быстрого поиска, навигации, распространения и утилизации информации, необходимой для того или иного действия. Другими словами, работа, сделанная однажды, может быть используема многократно, не зависимо от времени и места ее выполнения с учетом прав собственности. С другой стороны, это можно рассмотреть как конвертацию знаний специалистов организации в капитал организации в форме, которой легко управлять.

Не так давно производители оборудования с длительным сроком эксплуатации стали задумываться о необходимости создания сервисов, которые обеспечили бы поддержку изделия после продажи. Производи-

14

тели заинтересованы в предоставлении сервисов своим потребителям, так как сервисы увеличивают стоимость продукции. Идея состоит в том, что сервисы должны охватывать весь жизненный цикл изделия, а если говорить об оборудовании с длительным сроком эксплуатации, то эта величина может достигать 30 лет. С другой стороны, жизненный цикл многих типов изделий значительно сокращается, из-за возможности более быстрого выведения на рынок новых, инновационных изделий.

Контроль

Рис. 1.3. Жизненный цикл изделия

Если рассматривать управление данными об изделии или Product data management с этой точки зрения, то само понятие PDM приобретает новое, более широкое значение: теперь нам необходимо управлять данными об изделии и соответствующими сервисами в течение всего его жизненного цикла (Life time services), согласно концепции PLM. Управление всем жизненным циклом изделия и соответствующими сервисами для потребителей становится центральной задачей во многих отраслях промышленности. Поэтому часто используют термин Extended Product, что с английского можно перевести как «расширенное» изделие, которое отражает суть вышесказанного.

Предоставление сервисов потребителям – один из способов повышения конкурентоспособности изделия на рынке. Предприятие должно качественно и рентабельно предоставлять сервисы потребителям и быстро реагировать на изменения на рынке. Таким образом, должна быть обеспечена возможность быстрого изменения конструкции/ проекта изделия.

15

Одним из признаков современного бизнеса – это тесная интеграция и кооперация различных компаний. Изделие получается в результате кооперации нескольких предприятий, каждое из которых ответственно за проект, производство или определенную часть изделия. Задача владельца торговой марки управлять и координировать работы всех компаний. Управление большой распределенной сетью субподрядчиков и партнеров далеко не простая задача, которая требует эффективного управления данными.

1.3.4. Проблемы и сложности

Большие предприятия вынуждены управлять огромными массивами данных. Производитель наукоемких инновационных изделий, состоящих из тысяч сложных компонентов, и распространяемых по всему миру, должен иметь эффективную систему управления данными об изделии. Также необходимо обеспечивать формирование технических требований к изделию с целью определения его функциональности, распространения и дальнейшей поддержки изделия.

С другой стороны, вся информация об изделии на данный момент уже представлена в электронном формате, т.е. хранится где-то, в рамках какой-то информационной системы. Это представляет большие сложности, если говорить о взаимодействии нескольких участников жизненного цикла изделия. Все участники жизненного цикла изделия должны иметь доступ к последней версии документации на изделие. К тому же должна быть обеспечена возможность изменения изделия и отслеживания результатов внесенных изменений.

Абсолютно очевидно, что современные предприятия используют большое количество самых разнообразных информационных систем. Каждый участник жизненного цикла имеет свою информационную систему, но при этом данные об изделии все равно должны передаваться, обрабатываться и храниться. На данный момент существуют технологии, которые позволяют устранить указанные трудности.

Если рассматривать внедрение PLM с практической точки зрения, то это крупный всеобъемлющий проект, включающий трудоемкое и кропотливое описание всех бизнес-процессов организации. При этом текущие бизнес-процессы организации должны быть тщательно изучены с точки зрения возможной реорганизации и обновления бизнеспроцесса. Внедрение PLM всегда вызывает значительные изменения в текущих бизнес-процессах организации. При этом изменения могут вызвать сопротивления внутри организации, и тогда процесс внедрения затягивается и требует дополнительной переподготовки кадров.

16

В течение этого курса мы с вами рассмотрим, что же такое данные об изделии и как ими управлять. Обсудим, как инициировать процесс внедрения PLM, и что необходимо для успешного внедрения PLM.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Дать определение понятиям «информация», «информационная система», «изделие».

2.Перечислить типы изделий. Привести примеры.

3.Пояснить концепцию управления данными об изделии.

4.Пояснить концепцию управления жизненным циклом изделия.

5.Привести примеры этапов жизненного цикла изделия. Пояснить, как и почему могут отличаться жизненные циклы для различных типов изделия.

17

Тема 2

ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ИЗДЕЛИЯ

2.1. Данные об изделии

Когда мы говорим о данных об изделии мы подразумеваем информацию, которая тем или иным образом связана с изделием. Данные об изделии могут быть разделены на 3 группы:

1)техническое описание изделия;

2)данные, получаемые в течение жизненного цикла;

3)метаданные, которые описывают данные об изделии и данные, получаемые в течение жизненного цикла.

Техническое описание изделия: комплексное определение физи-

ческих и/или функциональных характеристик изделия, например, конструктивные, технологические и эксплуатационные характеристики изделия с точки зрения участника жизненного цикла изделия (заказчика или производителя). Эта группа данных включает в себя как очень точные технические характеристики изделия, так и концептуальную информацию об изделии. Сюда относятся различные изображения и блоксхемы конструктивной концепции. Таким образом, это набор данных, который с той или иной точки зрения описывает изделие. Так как техническое писание изделия содержит довольно большой объем разнородной информации и имеет различные уровни представления и детализации, то здесь могут легко возникнуть проблемы связанные с различными интерпретациями и контекстом.

Данные, получаемые в течение жизненного цикла включают

всебя данные, полученные как непосредственно на этапах разработки изделия, так и в процессах заказа и поставок. Эти данные связаны с на- учно-техническими исследованиями, проектированием, производством, эксплуатацией, поддержкой, утилизацией изделия. Также сюда можно включить инструкции по эксплуатации изделия.

Метаданные – это информация об информации. Другими словами метаданные описывают данные об изделии: какого рода эти данные? где они расположены? кто их создал? где и как они могут быть найдены?

Концепция данных об изделии тесно связана с такими понятиями как информационная модель изделия и электронная структура изделия. Информационная модель (изделия) – совокупность данных и отношений между ними, описывающая различные свойства реального изделия, ин-

18

тересующие разработчика модели и потенциального или реального пользователя. Электронная структура изделия – конструкторский документ, содержащий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта и иерархические отношения (связи) между его составными частями и другие данные в зависимости от его назначения. Если говорить простыми словами, то ЭСИ предоставляет не только информацию о составных частях изделия, но и описывает их структуру, взаимосвязь, иерархию. Так же здесь может содержаться информация об изменениях, версиях составных частей, проектная и рабочая документация.

Кроме этого могут существовать разновидности ЭСИ, например:

1)технологическая, которая может содержать данные о маршрутах движения составных частей в производстве или технологических операциях;

2)эксплуатационная, которая содержит информацию о составных частях, подлежащих обслуживанию и ремонту;

…и прочие. Четких требований нормативные документы нам не дают, поэтому ЭСИ должна содержать ту информацию, которая необходима конкретным потребителям этой информации. А потребителями выступают как внутренние пользователи (производство, отдел закупок), так и внешние (эксплуатирующие организации или потребители).

Если раньше основным конструкторским документом была спецификацией, то теперь на первое место выходит именно ЭСИ, а спецификации отводится роль отчета наряду с различными ведомостями на составные части изделий (ведомость покупных, ведомость спецификаций). То есть при сдаче в электронный архив кроме самих документов должна сдаваться и ЭСИ.

Для придания статуса, необходимо описать требования к электронным документам, требования к ЭСИ и закрепить их во внутреннем нормативном документе, например, Стандарте предприятия.

Данные об изделии, т.е. информация об изделии, которое необходимо создать, лежат в основе интеграции функций и бизнес-процессов организации. Проектирование, производство и распространение являются как нематериальным, так и материальным отражением квалификации сотрудников организации. Если говорить о вещественном изделии, то это верно. Но что делать с нематериальными изделиями? Важно конкретизировать функции и бизнес-процессы внутри организации, разрабатывающей, например, программное обеспечение, таким образом, чтобы информационными объектами можно было оперировать как физическими объектами.

19

Внешние и внутренние функции организации используют и производят данные об изделии ежедневно. Внутренние функции, которые производят данные об изделии, включают в себя функции планирования, проектирования и прикладные функции, а также снабжение, производство и обеспечение сервиса потребителей. Внешние функции, которые используют и производят данные об изделии, включают в себя взаимодействие с партнерами в вопросах проектирования, сборки, производства и прочее. Вопросам совместного использования информации особенное внимание уделяют организации с сетевой распределенной архитектурой.

2.2. Product Lifecycle Management

PLM нельзя отнести к какому-то определенному программному обеспечению или методу. Это полный набор функционала, концепция или набор методов, предназначенных для управления информацией, о которой мы с вами говорили ранее. Идея состоит в контроле и управлении процессами создания, обработки, передачи и хранения информации, связанной с изделием.

20