Таблица 1.1 – Технические и экономические преимущества применения PLM
Следует отметить, что такие компании как Dassault Systemes [82], UGS PLM Solutions [83] и PTC [82], имеют законченные автоматизированные информационные системы PLM класса «Hi-end», обладающие следующими характеристиками:
– отсутствие серьезных ограничений на количество компонентов в структуре изделия;
– применение системы поверхностного моделирования, расширяющей возможности известных систем твердотельного моделирования [67, 69];
– PLD-системы имеют функции электронного архива и технического документооборота (workflow) [1, 10, 33, 69];
– наличие специализированного программного обеспечения для эксплуатации на конкретных предприятиях.
PLM класса «Mid-range» широко используют программное обеспечение сторонних разработчиков.
В PDM-системе формируется полный набор конструкторскотехнологической информации, готовый для ввода в ERP-систему (Enterprise Resource Planning – планирование ресурсов предприятия). Эта информация включает в себя структуру изделия, технологических операций и используемых ресурсов (оборудование, оснастка, инструмент).
Данные, предназначенные для передачи в ERP-систему, предоставляются в виде структурированных файлов, например, в соответствии с ГОСТ Р ИСО 10303-21 (STandart For Exchange of product data (STEP)) или ГОСТ Р ИСО 10303 «Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными» [15].
Другим методом взаимодействия является организация прямого доступа (к базе данных) БД PDM-системы с помощью прикладного APIинтерфейса (Application Programming Interface – интерфейс прикладного программирования) в соответствии с ИСО 10303-22 [16].
Компания MORI-SEIKI (Япония) [82] разработала автоматизированную информационную систему MORI-NET Global Edition класса «Mid-range», основными преимуществами которой являются [81]:
– организация единого информационного пространства на основе автоматизированной информационной системы MORI-SERVER;
– сокращение времени на проектирование и техническую подготовку производства новых видов конкурентоспособного станочного оборудования с ЧПУ за счет применения CAD-системы Solid Edge и собственной разработки компании CAM-системы MORI-APL;
– оперативное планирование и управление ходом производства с помощью систем MORI MONITOR (MES-система) и MAPPS-III;
– оперативное управление жизненным циклом изделия на департаментах компании, специализирующихся на выпуске определенного станочного оборудования;
– организация непрерывного сервисного обслуживания выпускаемых изделий для сокращения временных и денежных потерь заказчика.
Среди российских компаний-разработчиков PLM следует выделить следующие [59]: «Аскон» [76], «Топ Системы» [78], НПП «Интермех» (г. Минск) [77].
У данных компаний отсутствует решение класса «Hi-end», программное обеспечение 3D-моделирования пока только начинает конкурировать с зарубежными системами в классе «Mid-range».
В интегрированную автоматизированную информационную систему компании «Аскон» входит следующее программное обеспечение [77]:
– CAD-система: Компас 2D/3D;
– CAM-система: Система Вертикаль для проектирования технологических процессов. Для разработки управляющих программ ЧПУ применяется система ГЕММА3D (НТЦ «Гемма», г. Жуковский);
– PDM-система: Лоцман-PLM. Необходимо отметить, что противоречивое наименование PDM-системы Лоцман-PLM является маркетинговым ходом компании.
PLM компании «Топ Системы» включает следующее программное обеспечение [79]:
– CAD-система: T-FLEX CAD 2D/3D. Следует отметить, что несколько лет назад компания отказалась от развития собственного графического ядра, переключившись на всем известное ядро Parasolid, на котором построены CAD-системы Unigraphics, Solid Works и Solid Edge [67, 84, 86, 69]. В системе T-Flex CAD 2D реализован значительный набор функций параметрического конструкторского проектирования;
– CAM-система: T-Flex-Технология позволяет проектировать технологические процессы с применением базы знаний. Система T-FLEX ЧПУ – разработка управляющих программ для станков ЧПУ уступает по возможностям аналогичным по назначению зарубежным и отечественным системам;
– PDM-система: T-FLEX DOC’s – система электронного документооборота и управления поектами.
PLM компании НПП «Интермех» (Республика Беларусь, г. Минск) включает следующее программное обеспечение [77]:
– CAD-система: Autodesk Inventor 3D [80];
– CAM-система: TechCard;
– PDM-система: Search.
Интегрированная автоматизированная информационная система Stalker PLM позволяет обеспечить комплексную автоматизацию функций CAD/CAM/CAE/PDM/FRP/MRP/MES-систем и программное внедрение интегрированной автоматизированной информационной системы и ERPсистем в единое информационное пространство машиностроительного предприятия.
Исследование возможностей зарубежных и отечественных PLM показало, что в них реализована интеграция в единое информационное пространство машиностроительного предприятия CAD/CAM/CAE/PDMсистем, то есть только бизнес-процесс конструкторской и технологической подготовки производства.
1.2 Технология управления данными об изделии в течение его жизненного цикла
Управление данными об изделии – информационная технология, целью которой является создание, поддержка в актуальном состоянии и использование организованной совокупности данных, составляющих электронное описание изделия на всех или некоторых этапах его жизненного цикла [51].
Для создания электронного описания изделия используют очень широкий спектр программных средств и систем, главная роль в котором, безусловно, принадлежит системе управления данными продукта – PDMсистеме (Product Data Management – управление данными продукта). Под управлением PDM-системы создается, организуется в законченную структуру и сохраняется информация, составляющая предмет электронного описания изделия [51].
Рассмотрим основные задачи, решаемые на различных этапах жизненного цикла изделия с помощью PDM-системы.
1 Ведение модели организационной структуры предприятия.
Именно с моделирования организационной структуры начинается процесс внедрения PDM-системы на любом предприятии, осваивающем информационные технологии. Для моделирования организационной структуры в большинстве случаев достаточно следующих информационных объектов (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Схема объектов для моделирования оргструктуры [52]
Группа – описывает подразделения организационной структуры предприятия.
Персона – содержит сведения о работниках предприятия, имеющих доступ к PDM-системе.
Роль – указывает на функцию, выполняемую персоной в производственном процессе.
Набор этих объектов позволяет вести любую иерархическую структуру организации.
Введем иерархическую структуру предприятия ОАО «ПО «Стрела» (рисунок 1.3). В приведенной структуре не рассматривается система управления персоналом.
2 Ведение состава изделия.
Основу электронного описания изделия составляет иерархическое представление его структуры. Рассмотрим конструкции, используемые при создании такого представления.
Упрощенная схема объектов, идентифицирующих изделие, представлена на рисунке 1.4.
Под изделием понимается все то, что уже производится или может быть произведено. Это может быть самолет, агрегат, элемент силовой конструкции, подшипник, насос, фильтр, крепежное изделие и т.д. Изделие может быть простым, состоящим из одной детали, и сложным – сборочная единица, узел, агрегат, система. Для того, чтобы различать изделия, они должны иметь уникальный идентификатор. Кроме того, каждое изделие имеет свое обозначение и наименование, а также некоторый набор описательных атрибутов.
Рисунок 1.3 – Модель организационной структуры ОАО «ПО «Стрела»
Рисунок 1.4 – Упрощенная схема объектов, идентифицирующих изделие
Процесс разработки, как правило, носит итерационный характер. Уточняются требования к изделию, появляются новые решения, вносят свои коррективы технологии производства и условия эксплуатации. Для отражения изменений, не влияющих на функциональность и взаимозаменяемость изделия, используется объект «ревизия изделия». У изделия может быть одна или несколько ревизий. Для конкретизации состава ревизии изделия используют объект «определение изделия». Определение изделия всегда рассматривается в некотором контексте. Контекст фактически определяет категорию разработчиков и/или пользователей электронного описания изделия. Конструктор, разрабатывающий изделие, формирует его структуру чаще всего по функциональному принципу – система, подсистема, блок и т.д. Технолог, проектирующий сборку какого-либо агрегата, включает в его состав части систем, размещенных в этом агрегате. Эксплуатанта состав изделия интересует с точки зрения того, как оно обслуживается. Поэтому изделие должно быть определено по крайней мере в трех контекстах – как спроектировано, как построено и как эксплуатируется.