63

4.10. Системы коллективного ведения проектов. PDM-системы

Современная крупная корпорация, как правило, объединяет множество различных подразделений, которые предъявляют свои уникальные требования к производственному 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 предприятия не смогут сохранять конкурентоспособность без эффективного управления своими функционально и географически разрозненными подразделениями и теми огромными массивами данных, которые они создают и используют. Для этого необходима мощная информационная технология, способная создать виртуальное информационное пространство данных о корпоративной продукции. Такая технология обеспечит динамическую 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 создается 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 попытки построить общую модель данных, которая удовлетворит все требования всех подразделений корпорации. Но эта реализация так и не доходит до полного завершения, 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 Webтехнологии 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 вопрос - можно ли найти оптимальную комбинацию производительности, функциональности 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 предоставляет 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 использовании, 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. Данные системы «пытаются» охватить достаточно широкий круг задач комплексного ведения 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 использование их всюду в любое время, поддерживает режим параллельной коллективной работы различных групп пользователей и обеспечивает управление жизненным циклом изделия, начиная от концептуальной разработки до введения в эксплуатацию.

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

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

65

Система PDM реализует концепцию электронного определения продукта

ЕРD (Electronic Product Definition). Суть этой концепции в том, что рабочие места исполнителей, обязательно оборудованные CAD/CAM-системами возможно разного типа, но стыкуемые через соответствующие интерфейсы, дают возможность на уровне конструирования планировать ход разработки, видеть структуру изделия всем участникам 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 разработки 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 интегрированной 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 информационных 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 стандартизованной 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 элементов, 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 характеристик, измеряемых в различных единицах.

Данные могут попадать в систему различными способами - вводиться вручную или передаваться автоматизированными системами. Аналогично может происходить извлечение 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, связанных с обработкой данных об изделии. Содержание этих задач и роли людей при их решении предполагает множество точек зрения на данные и дисциплин доступа к данным. Например, с точки зрения конструктора изделие имеет несколько вариантов состава (конфигураций), причем в "конструкторский" состав изделия входят все компоненты изделия необходимые для его изготовления. С точки зрения эксплуатации - в

66

состав изделия входят только те элементы, которые можно демонтировать для обслуживания или замены. Службу обеспечения качества продукции и заказчиков могут интересовать 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 изделия (или пересекающегося семейства деревьев изделий), ветви которого декомпозируются на сборочные узлы, агрегаты и отдельные детали. С элементами дерева связаны документы, данные о выполненных действиях, характеристики.

Одновременно с этим необходимо создать описание организационной структуры , пользователей и их функции (роли). Затем - типы данных (элемент структуры, документ), 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 детали, узлы, агрегаты или ПКИ описываются только один раз. Такие компоненты целесообразно поместить в категорию "…типовые решения" и использовать на них ссылки при создании структуры изделия.

Кэлементам "дерева изделия" присоединяются геометрические модели (например

вформате STEP), электронные чертежи (DWG и пр.) или документы (растровые изображения, текстовые документы или файлы в иных форматах).

67

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 создается 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. Информационный объект "утверждение" (по сути подпись), присоединенный к документу, содержит данные о статусе утверждения и лице, осуществившем утверждение. Все версии документов утверждаются отдельно. То есть при назначении активной неподписанной версии документа все подписи теряют актуальность, а при откате к ранее утвержденной версии все подписи снова становятся действительными.

Система PDM может хранить данные необходимые для подготовки электронных публикаций (интерактивных электронных технических руководств на изделие) и взаимодействовать с системой автоматизированной подготовки электронных руководств. В этом случае обеспечивается централизованное управление всеми данными проекта.