CC BY
507
УДК 004.8:629.5
Чан Динь Тьен
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СУДОСТРОЕНИИ: СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ, СФЕРЫ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Развитие глобальных транспортных систем становится приоритетным видом деятельности в бизнесе и политике ведущих стран мира. Так, например, в РФ к числу таких систем отнесен водный транспорт, развитие которого обусловливает судостроение в качестве базовой отрасли при внедрении в нее наукоемких инновационных технологий и современной организации производства. Создана судостроительная корпорация, объединяющая ведущие судостроительные предприятия и проектные организации как центрального, так и регионального характера.
Развитие судостроения и его конкурентоспособность связаны с целым рядом факторов, снижающих себестоимость продукции. К их числу необходимо отнести такие, как сокращение затрат на проектирование и постройку судов, углубленную специализацию предприятий, уменьшение доли затрат рабочей силы за счет повышения производительности труда при одновременном обеспечении требуемого качества изделий.
Снижение затрат, связанных с проектированием и постройкой судов, невозможно без комплексного использования информационных технологий.
Например, общая структура современных информационных систем на судостроительном предприятии может включать в себя четыре взаимосвязанные частные системы (рис. 1), различающиеся по сферам применения.
Информационная система предприятия
Система управления взаимоотношениями с заказчиками (CRM - Customer Relationship Management) Система управления цепочками поставок (SCM - Supply Chain Management) Система планирования ресурсов предприятия (ERP - Enterprise resource planning) Система управления жизненным циклом изделий (ЖЦИ) (PLM - Product Lifecycle Management)
Рис. 1. Информационные системы и сферы их применения
Система управления взаимоотношениями с заказчиками (CRM) предназначена для улучшения обслуживания клиентов путём сохранения информации о клиентах и истории взаимоотношений с клиентами, установления и улучшения бизнес-процедур на основе сохранённой информации и последующей оценки их эффективности [1]. Основные функции системы CRM вытекают из необходимости информационного сопровождения продажи, маркетинга и сервисного обслуживания.
Судостроительное предприятие имеет партнерские отношения с заказчиками (судовладельцами), и информация, получаемая от них, влияет на весь процесс производства. Судовладельцы участвуют в ряде процессов на нескольких стадиях производства и иногда играют в них решающую роль. На стадии проектирования они участвуют в процессах составления технического задания, принятия основных параметров судна, выбора оборудования, а на стадии изготовления -в выборе способа и технологии изготовления и испытания. Кроме того, судовладельцы задают многие требования к постройке, техническому обслуживанию, ремонту и модернизации судна.
Из изложенного следует, что система CRM должна обеспечивать четкое и наглядное представление о выпускаемой продукции с использованием трехмерных изображений. Потребители и заказчики должны иметь возможность получать информацию о продукции и обмениваться ею с заинтересованными организациями. Кроме того, система CRM должна иметь базу данных о заказчиках и клиентах и своевременно реагировать на изменение условий и требований с их стороны.
Система управления цепочками поставок (SCM) предназначена для автоматизации управления всеми этапами снабжения предприятия и контроля всего товародвижения на предприятии [1]. Система SCM позволяет лучше удовлетворить спрос на продукцию компании и значительно снизить затраты на логистику и закупки. Действие системы SCM охватывает весь цикл закупки сырья, производства и распространения товара. Исследователи, как правило, выделяют шесть основных областей, на которых сосредоточено управление цепочками поставок: производство, поставки, месторасположение, запасы, транспортировка и информация.
В составе 8СМ-системы можно условно выделить две подсистемы:
— подсистему планирования цепочек поставок, предназначенную для расширенного планирования и формирования календарных графиков и совместной разработки прогнозов. Она позволяет осуществлять стратегическое планирование структуры цепочки поставок;
— подсистему исполнения цепочек поставок в режиме реального времени, предназначенную для прогноза продаж компании, управления запасами, управления пополнениями.
Система 8СМ судостроительного предприятия имеет внутреннюю (заводскую) и внешнюю цепочки поставок, позволяющие вовремя и рационально поставлять и перемещать сырьё, материалы, полуфабрикаты, а также рабочую силу по заданному плану. Система 8СМ значительно снижает затраты производства и ускоряет его. Особое значение она приобретает в связи с тенденцией к узкой специализации судостроительного предприятия.
Система планирования ресурсов предприятия (ЕЯР) имеет своей целью создание единого хранилища данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию и обеспечивающего одновременный доступ к ней любого необходимого количества сотрудников предприятия, наделенных соответствующими полномочиями. Функциональные возможности системы позволяют вносить изменения в исходную информацию.
Основными функциями БКР-систем являются:
— ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также учет материальных ресурсов и операций, необходимых для их изготовления;
— формирование планов продаж и производства;
— планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок для выполнения плана производства продукции;
— управление запасами и закупками;
— планирование производственных мощностей от укрупненного планирования до использования отдельных станков и оборудования;
— оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля за его исполнением, финансовый и управленческий учет;
— управление проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации.
Ведущей БКР-системой для судостроения в настоящее время является система «Управление ресурсами предприятия» компании 8ЛР ^АР-БКР), которая содержит как типовые для большинства промышленных предприятий модели процессов бухгалтерского учета или управления кадрами, так и специфические процессы, обусловленные уникальным характером технологии постройки судна [2].
Основные элементы описываемого решения представлены на рис. 2. Модуль «Управление проектированием и подготовкой производства» применяется с начала стадии эскизного проекта до стадии производства и монтажа. Модуль «Управление материально-техническим снабжением» используется на стадиях детального проектирования, закупки, производства и монтажа. На этих же стадиях используется и модуль «Управление производственными процессами».
Модули «Управление качеством», «Управление финансовой деятельностью», «Управление персоналом» обеспечивают улучшение работы со стадии детального проекта до ходового испытания.
Система управления жизненным циклом изделий (РЬМ) реализует технологию управления ЖЦИ. Это организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанными с ним процессами на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (суда, автомобили, самолеты и т. п.) [1].
Эскизное \ Детальное \ Закупки \ Производство \ Ходовое
проектирование / проектирование / / и монтаж / испытание
Управление проектированием и подготовкой производства
Управление сотрудничеством на этапе эскизного и технического проекта;
передача и обработка файлов транспортного массива; управление электронным архивом РДК; формирование технологических комплектов
Управление материально-техническим снабжением
Планирование закупок в соответствии с графиком постройки судна и РДК; управление закупками; управление складскими запасами
1 1
Управление производственными процессами
Календарное планирование и балансировка мощностей; проектное управление процессом постройки судна; управление производством
Управление качеством
Управление качеством закупаемых материалов и оборудования; управление качеством в ходе постройки судна; статистическая ______и аналитическая обработка результатов контроля качества_______
Управление финансовой деятельностью
Бухгалтерский и налоговый учет; управление затратами
її і ~ Управление персоналом
Оперативное управление; планирование и распределение; обеспечение и развитие кадрового потенциала
Рис. 2. Основные элементы решения SAP в судостроении
На каждом из этапов жизненного цикла судна судостроительные предприятия сталкиваются с большим количеством программных продуктов различного назначения. Текущая информация о состоянии судна в процессе ЖЦИ хранится разрозненно в различных системах. Её объем постоянно растёт, создавая «прогрессирующий информационный хаос». Основой информационной поддержки процессов ЖЦИ в судостроении должно быть единое информационное пространство, в котором вся информация, однажды созданная на каком-либо этапе жизненного цикла, сохраняется и становится доступной (в соответствии с имеющимися правами) всем участникам данных процессов.
При выборе системы PLM для судостроения необходимо, чтобы её функциональные возможности позволяли бы решать следующие задачи [3]:
— информационная обработка большого количества деталей и узлов (современное судно зачастую содержит более 1,5 млн деталей);
— интеграция множества пользователей в единую среду разработки;
— интеграция с ERP-системами;
— возможность применения современных CAD/CAM/CAE-решений, объединяющих в себе современные технологии общего машиностроения;
— управление различными базами данных об изделиях (конструкторского, производственного, эксплуатационного, системного характера);
— синхронизация данных об изделии с проектными данными.
Важной составной частью системы PLM является САПР (CAD/CAM/CAE). Судостроительные САПР - это широкий спектр современных программных продуктов для проектирования - как специализированных для судостроения, так и универсальных. По функциональным возможностям судостроительные САПР разделяются на три группы [4]:
— специальные системы: Tribon, Foran, Сatia, Unigraphics AutoSHIP, ShipModel, Defcar, Sea Solution;
— универсальные системы: Inventor, Solid Edge, Solid Works, Pro/Engineer, Sea Solid;
— системы подготовки рабочей конструкторской документации: AutoCAD, ^мпас.
Стоимость САПР достаточно высока. В настоящее время можно условно выделить три
ценовых диапазона: до 1 500, от 1 500 до 15 000, выше 15 000 долл. [5]. В первом диапазоне
находятся системы отечественной разработки - Компас, TOPflex, а также AutoCAD LT, обеспечивающие, в основном, двухмерное проектирование и подготовку конструкторской документации. В этом же диапазоне находятся программы российских разработчиков, функционирующие на базе AutoCAD.
Во втором диапазоне лидирует AutoCAD с приложениями третьих фирм в самых разнообразных вариантах, а также урезанные варианты более мощных систем - PRELUD и PRO/Engi^er. Здесь присутствует как двухмерное, так и трехмерное проектирование, масса систем ведения и подготовки документации, а также целый ряд специализированных систем.
В третьем диапазоне расположены мощные системы трехмерного моделирования и изготовления (САПР высшего уровня) - Euclid, ProEngiMer и другие специальные системы. Отметим, что системы второго диапазона по функциональным возможностям начинают наступать на пятки САПР третьего диапазона.
Функциональные возможности многих систем сближаются, и на первое место выходит способность систем взаимодействовать друг с другом без существенных потерь информации, а также способность персонала компании продавца осуществлять комплексную и квалифицированную поддержку клиентов. В то же время специальные судостроительные системы требуют интеграции с машиностроительными САПР для проектирования локального оборудования и элементов судового насыщения.
С появлением более мощных ПЭВМ ряд предприятий решили применять САПР, позволяющие создать трехмерные модели оборудования. Например, система Autodesk Inventor требует минимальной конфигурации компьютера: Intel Pentium 4SPU, 3,06 GHz, 1,00 GB RAM, распространенной в настоящее время [6].
В условиях повышения технических требований классификационных обществ и усиления конкуренции предприятий из регионов с дешевой рабочей силой САПР является насущной необходимостью всех судостроительных предприятий. Однако применение САПР усложняется из-за следующих проблем:
— разнородность состава САПР, используемых кооператорами и заказчиками, в то время как обработка служебной информации между ними обусловливает использование единых систем программного обеспечения;
— высокая стоимость САПР;
— необходимость переориентации зарубежных САПР с национальных на отечественные стиль и организацию проектирования со сменой комплексов НТД и ЕСКД;
— потребность компьютеров высокой конфигурации;
— сложность файловой структуры и настройки САПР верхнего уровня.
Кроме того, несмотря на явную тенденцию к выравниванию возможностей САПР высшего и среднего уровня, между ними имеется существенное отличие: первые не ограничивают количество деталей в модели, а вторые испытывают затруднения в ситуациях, когда количество деталей превышает 15 000 и т. д.
На судостроительных предприятиях рационально используют разнородные САПР. Подборки (секции, узлы, отдельные единицы сложного оборудования) собираются в объемные блоки средствами специальных САПР (CATIA, FORAN), работа с секциями, узлами и деталями осуществляется в универсальных САПР (Autodesk Inventor, Pro/Engineer), рабочая конструкторская документация выпускается с помощью AutoCAD, Компас (например, ФГУП «Центр судоремонта «Звездочка», где наряду с лицензиями САПР CATIA используются лицензии Autodesk Inventor, а при выпуске бумажной рабочей конструкторской документации задействован AutoCAD [5]).
Специальные системы САПР для судостроения применяются для создания геометрической модели судна; расчета прочности корпусных элементов, гидростатических характеристик, сопротивления движению судна, требуемой пропульсивной мощности и т. п. Решение конкретных задач, стоящих перед предприятиями, не всегда возможно, а иногда попросту невозможно получить стандартными средствами САПР. Получить же нестандартное решение силами самого предприятия сложно, т. к. необходимо проведение научно-исследовательских работ, а это требует создания собственной исследовательской группы, подготовки профессиональных кадров.
При использовании универсальных систем САПР невозможно учесть сложные условия эксплуатации судна и требования нормативной документации.
Например, при проектировании, монтаже и эксплуатации судовых валопроводов должны учитываться различные виды колебаний, параметры центровки, гидродинамическое нагружение, допускаемый износ подшипников, влияние деформации корпуса судна. Судостроительным предприятиям, имеющим собственное производство валопроводов, требуются современные программы, адаптированные к судовому машиностроению.
Разработка собственных программ (модулей) в среде Windows (с использованием языков программирования С++, Delphi, Visual Basic, Visual Lisp и т. д.) позволяет решать проблемы вышеуказанного характера и включать эти программы в существующие САПР. Однако удовлетворительные результаты могут получены только при наличии методик решения тех или иных технических задач.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Материал из Википедии - свободной энциклопедии [Электронный ресурс] / Раздел: Информационные технологии. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Категория:Информационные_технологии.
2. Решение SAP для судостроения [Электронный ресурс] / Официальный сайт компании SAP - Режим доступа: http://www.sap.ru.
3. Колодяжный А. Решение по поддержке полного жизненного цикла в судостроении // Машиностроение и смежные отрасли. - 2003. - № 4. - С. 18-22.
4. Александр Т. САПР - использовать или ждать? [Электронный ресурс] / Бюро ESG - авторизованный дистрибьютор компании Autodesk. - Режим доступа: http://www. esg.spb.ru/win/A_SAPR.htm.
5. Давидович А. Н. Использование гетерогенных САПР при проектировании сложных и наукоемких изделий машиностроения [Электронный ресурс] / Бюро ESG - авторизованный дистрибьютор компании Autodesk. - Режим доступа: http://www.csoft.spb.ru/Articles/ Geterog_SAPR.htm.
6. Маков Е. В., Нортов А. А., Шептунов И. В. ФГУП ЦМКБ «Алмаз»: переход к трехмерному моделированию // Судостроение. - 2006. - № 6. - С. 41-43.
Статья поступила в редакцию 27.11.2008
INFORMATION TECHNOLOGIES IN SHIPBUILDING:
EXISTING SYSTEMS, SPHERES AND POSSIBILITIES OF THEIR USE
Tran Dinh Tien
The basic information about the informative systems of the enterprise (CRM, SCM, ERP, PLM) and features of their application in shipbuilding is given. The review analysis of shipbuilding CAD has been executed. The urgency of the making the special system CAD and information accompaniment for decision of the concrete problems of the designing, assembling and exploitation of ship shafting has been noted.
Key words: information technologies, shipbuilding CAD, ship shafting,
CRM system, SCM system, ERP system, PLM system.
