CC BY
60
АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ
УДК 006.013 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-7-89-104
О НОРМИРОВАНИИ ТРЕБОВАНИЙ К PDM-СИСТЕМАМ
Д.П. Березанский
Представлена оценка места автоматизированных систем управления электронными документами и данными (РБЫ-системы) в интегрированной информационной среде предприятия. Отмечено отсутствие в отечественных стандартах нормирования требований к таким системам. На основании рассмотренных материалов и имеющегося собственного опыта сформулирован перечень ряда требований к РБЫ-системам, обеспечивающих полноценное функционирование среды.
Ключевые слова: программные средства управления жизненным циклом продукции, РБЫ-системы, электронные структуры изделия.
Оценка места PDM-систем в интегрированной информационной среде предприятия. Сегодняшний переход к цифровой экономике невозможен без развития технологий сбора, управления, хранения и анализа данных. Эти технологии являются основой для сквозной поддержки сложной наукоемкой продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Они базируются на стандартизованном едином электронном представлении данных и коллективном доступе к ним. Такой подход представляет возможности для повышения эффективности бизнес-процессов, выполняемых в ходе жизненного цикла (ЖЦ) изделия за счет информационной интеграции и преемственности информации, порождаемой на всех этапах ЖЦ.
Основой информационной интеграции предприятия является интегрированная информационная среда (ИИС). В ней реализуются основные технологии управления ЖЦ. В соответствии с ГОСТ Р 58300-2018 (Управление данными об изделии. Термины и определения) ИИС понимается как совокупность информационно-взаимосвязанных (совместимых) автоматизированных систем, используемых для решения различных задач на стадиях ЖЦ, в том числе для управления ЖЦ.
С точки зрения информационных технологий по ГОСТ Р 50.1.0312001 (Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Часть 1. Стадии жизненного цикла про-
89
дукции) ИИС является группой распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, и обеспечивает корректность, актуальность, и доступность данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятельности, участвующим в осуществлении ЖЦ, кому это необходимо и разрешено.
Информация, однажды возникшая на каком-либо этапе ЖЦ, сохраняется в указанной среде и становится доступной всем участникам этого и других этапов. ИИС представляет собой хранилище данных, содержащее все сведения, создаваемые и используемые всеми подразделениями и службами предприятия - участниками ЖЦ - в процессе их производственной деятельности. ИИС должна включать в свой состав общую базу данных об изделиях и общую базу данных о предприятии.
В ГОСТ Р 56136 -2014 (Управление жизненным циклом продукции военного назначения. Термины и определения) перечислены основные технологии управления ЖЦ. В их состав входит, в том числе технология управления данными об изделии (информационная система, обеспечивающая накопление, хранение и сопровождение данных и документов об изделии, а также их представление заинтересованным лицам в соответствии с заданными правами доступа).
ИИС включает в себя прикладные автоматизированные системы и автоматизированную систему управления данными об изделии. В ГОСТ Р 58300-2018 введено понятие «Автоматизированная система управления данными об изделии» (АС УДИ). Такая система в соответствии с указанным ГОСТ должна обеспечивать создание (разработку), получение, безопасное хранение, преобразование, сопровождение конструкторских, технологических производственных, эксплуатационных и других данных об изделии и их представление потребителям по установленным правилам. В соответствии с этим же ГОСТ. АС УДИ, как правило, представляет средства для разработки информационной модели изделия, позволяющей организовать структурированное хранение данных. Информация вносится в АС УДИ один раз и обновляется только при изменениях в исходном документе, размещенном в этой автоматизированной системе.
На рис. 1 представлен состав данных об изделии, которые в соответствии с ГОСТ Р 58675-2019 (Автоматизированная система управления данными об изделии) в общем случае могут быть включены в АС УДИ.
Прикладные автоматизированные системы (АС) включают в себя системы автоматизированного проектирования, АС анализа логистической поддержки, АС инженерного анализа, АС поддержки технической эксплуатации и др.
Условная схема взаимодействия АС УДИ с прикладными АС по ГОСТ Р 58675-2019 приведена на рис. 2.
В ИИС прикладные программные средства отделены от данных; данные об изделии, процессах и ресурсах не дублируются.
АС УДИ является единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ должен быть исключен).
Требования к изделию
Данные о подтверждении соответствия изделия требованиям
1. Структура изделия (состав)
2. Данные о функциях и возможных отказах изделия
3. Форма и размеры изделия
4. Характеристики изделия
5. Математические модели, описывающие свойства изделия
6. Технология изготовления изделия
7. Технология технической эксплуатации изделия
8. Данные об утилизации изделия
9. Статус данных об изделии
Данные об экземплярах изделия и событиях эксплуатации
Рис. 1 Данные об изделии в АС УДИ
Система управления требованиями
Система автоматизированного проектирования
АС инженерного анализа
Другие АС
АС поддержки производства
ОН
АС УДИ
АС анализа логистической поддержки
АС технологической поддержки производства
АС поддерки эксплуатации
АС разработки эксплуатационной и ремонтной документации
Рис. 2. Схема взаимодействия АС УДИ с прикладными АС
В качестве АС УДИ сегодня используют программные средства управления жизненным циклом продукции (PLM). Однозначное определение PLM отсутствует [1]. Компания CIMdata, которая впервые ввела это понятие, определяет PLM следующим образом: PLM - это стратегия ведения бизнеса на основе системных бизнес-решений, поддерживающих коллективную разработку, управление, распространение и использование информации о спецификации изделия в рамках расширенного предприятия от концепции до конца жизненного цикла изделия; PLM обеспечивает интеграцию персонала, производственных процессов, бизнес-систем и информации [2].
С позиции информационных технологий PLM - это информационная система, решающая задачи формирования базы инженерных данных об изделии и задачи управления информацией о продукте, обеспечивая интегрирующую основу, способную реализовать идеи, приведённые в определении PLM. В состав систем, обеспечивающих наполнение базы информационных данных, входят: CAD-системы (компьютерная поддержка проектирования), CAM-системы (компьютерная поддержка изготовления), CAE-системы (компьютерная поддержка инженерных расчетов), CAPP-системы (компьютерная поддержка создания технологических процессов, в России - системы автоматизированного проектирования технологических процессов - САПР ТП).
Для систем контура PLM обязательным является наличие функциональных возможностей в части обмена данными с корпоративными системами: контура ERP (планирования ресурсов предприятия), PPPM (управление проектами, программами и портфелями проектов) и MDM (управление нормативно-справочной информацией) [3].
При этом сегодня программные средства, реализуемые в PLM, позволяют организовывать имеющимися там средствами многие процессы: PDM, PPPM, MDM, MPM (управление производственными процессами, цифровое производство, включает в себя САПР ТП и CAM) и др.
Исследования, проведенные компанией TechClarity, показали, что по опросам производственников, PLM играет критически важную или значительную роль для воплощения многих стратегических инициатив. PLM рассматривается как главный фактор, позволяющий осуществить цифровую трансформацию. Средства PLM могут служить цифровой основой, предоставляющей данные в контексте изделия, необходимые для поддержки стратегии цифрового продукта и цифрового производства [4].
Системообразующую роль в PLM и соответственно в ИИС играют PDM-системы (это понятие определено в ГОСТ 2.511-2011 ЕСКД. Правила передачи электронных конструкторских документов).
Они обеспечивают сбор и хранение рационально структурированных данных о конструкции изделия, технологии его изготовления и эксплуатации, а также о ресурсах, требуемых для осуществления процессов, и предоставление этой информации другим автоматизированным системам. Аккумулируя результаты конструкторско-технологического проектирования, PDM-системы одновременно выступает и источником нормативной информации. В базах данных PDM-систем содержатся справочники материалов, стандартных и покупных изделий, сведения об используемой оснастке, инструменте, технические характеристики оборудования, данные об организационной структуре и кадровом составе предприятия и т.д. [1]. Как уже указывалось, современные программные продукты, реализующие функционал PLM, могут осуществлять управление электронными документами, т.е. выполнять задачи, на которые нацелены PDM-системы. Учи-
тывая это, далее в статье под понятием PDM-система будет подразумеваться не только отдельная автоматизированная система управления электронными документами и данными, но и соответствующий этому функционал PLM.
В настоящее время в российской машиностроительной отрасли для описания процессов ЖЦ достаточно часто разрабатывают стандарты организации, в которых описывают методы, процедуры и руководства для выполнения требований существующих стандартов (третий тип описания процессов ЖЦ по ГОСТ Р 57102-2016 Информационные технологии. Системная и программная инженерия. Управление жизненным циклом. Часть 2. Руководство по применению ИСО/МЭК 15228). Но таких стандартов по PDM-системам в стране нет. Состав функциональных возможностей PDM-систем и требования к полноте их реализации у нас не нормируются, что размывает определение этих систем, усложняет ориентирование предприятий при организации на их основе ИИС. Кроме того, отсутствует однозначное определение терминов, используемых разработчиками таких систем. Это приводит к сложностям при переходе предприятия от использования одной PDM-системы к использованию другой. Особенно это актуально сегодня, т.к. в России рекомендован переход от импортных программных продуктов к отечественным.
Что касается зарубежных стандартов, которые переводят на русский язык, то мнение о них высказал директор по стратегическому развитию АО «АСКОН» Е.В. Бахин на форуме «ИТОПК-2020», отметивший, что такие стандарты в нашей стране не предназначены для тех, кто ими пользуется в практической работе.
В [1] перечислены функции, которые должна выполнять типовая PDM-система:
- функции работы с изделиями,
- функции работы с характеристиками,
- функции групповой работы над проектами,
- функции поиска информации,
- интеграция с CAD- и ERP-системами.
Однако в работе [1] не сформулированы конкретные требования к PDM-системам, выполнение которых обеспечит реализацию этих функций.
Предложения по нормированию требований к PDM-системам
В настоящей статье сделана попытка сформулировать ряд важных функциональных системообразующих требований к PDM-системам, без выполнения которых, по мнению автора, невозможно организовать на их основе полноценную ИИС предприятия.
Учитывая, что принципиальным условием максимального использования возможностей PDM-систем является переход разработчиков и производителей на использование безбумажного обмена данными, в статье требования формулируются с учетом выполнения этого условия.
Важнейшим моментом при реализации безбумажного документооборота является использование в PDM-системах электронных моделей изделий, сборочных единиц, деталей (их также называют «аннотированными 3D-моделями»). В соответствии с ГОСТ 2.052-2006 (ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения.) в компьютерной среде электронные модели представляется в виде набора данных, которые вместе определяют геометрию изделия и иные свойства, необходимые для изготовления, контроля, приемки, сборки, эксплуатации, ремонта и утилизации изделия.
В соответствии с этим ГОСТом электронные модели используются
для:
- интерпретации всего составляющего модель набора данных (или его части) в автоматизированных системах;
- визуального отображения конструкции изделия в процессе выполнения проектных работ, производственных и иных операций;
- изготовления чертежной конструкторской документации в электронной и/или бумажной форме.
Аннотированная 3D-модель, изделия (детали, сборочной единицы), как правило, состоит из геометрической модели изделия, произвольного количества атрибутов модели и может включать технические требования. Эта модель должна содержать полный набор конструкторских, технологических и физических параметров согласно ГОСТ 2.109-73 (ЕСКД. Основные требования к чертежам), необходимых для выполнения расчетов, математического моделирования, разработки технологических процессов и др.
Схематический состав электронной модели по ГОСТ 2.052-2006 приведен на рис. 3.
Рис. 3. Состав электронной модели изделия
В модель допускается включать ссылки на стандарты и технические условия, если они полностью и однозначно определяют соответствующие требования, а также допускается давать ссылки на технологические ин-
94
струкции, когда требования, установленные этими инструкциями, являются единственными, гарантирующими требуемое качество изделия. Если для изготовления детали предусматривается использование заменителей материала, то их приводят в технических требованиях. Если деталь должна быть изготовлена из материала, имеющего определенное направление волокон или определенное расположение слоев материала, то при необходимости допускается указывать направление волокон или расположение слоев материала детали.
Пример выполнения аннотированной 3D-модели детали в СДО-системе «Компас» представлен на рис. 4.
Рис. 4. Пример аннотированной 3Б-модели детали
Важнейшей функцией РОМ-систем является организация на их основе архива электронных документов с возможностями учета и хранения подлинников в соответствии с ГОСТ 2.501-2013 (ЕСКД. Правила учета и хранения), учета всех версий электронных документов, реализации процессов внесения изменений и др. Очевидно, что для обеспечения работы электронного архива в РОМ-системе должен быть предусмотрен механизм электронного согласования и утверждения документов. Утвержденным электронным документам, сданным на хранение в электронный архив в качестве подлинников, целесообразно присваивать специальный статус, например «Сдан на хранение», который должен отражаться в реквизитной части этих электронных документов.
В соответствии с ГОСТ Р 2.052-2006 электронная модель изделия (сборки, детали) является электронным конструкторским документом. При электронном документообороте в качестве подлинников используют электронные документы, в том числе аннотированные 3О-модели. Информация, имеющаяся в этих моделях (в том числе атрибуты и аннотации), должна быть полностью доступна в РОМ-системах.
95
При применении же бумажных подлинников аннотации (контролируемые размеры, технические требования и др.) вносят в бумажные документы (например, чертежи). После их утверждения аннотации в составе этих документов становятся частью бумажных подлинников.
Наличие подлинников электронных документов не исключает возможности использования на первых этапах внедрения PDM-систем бумажных документов. В соответствии с ГОСТ 2.501-2013 с подлинников электронных документов изготавливают бумажные копии с целью обеспечения производства (рабочие копии). Эти бумажные копии должны иметь ссылку на имя файла электронного документа, с которого была изготовлена бумажная копия, и на версию этого документа.
Важным моментом при этом являются вопросы нормирования требований к визуализации электронных документов на экране дисплея и формированию бумажных копий электронных документов на печатающих устройствах ЭВМ в условиях действия российских стандартов, регламентирующих параметры форм и бланков бумажных документов, выполняемых по ЕСКД и ЕСТД. Одним из основных препятствий к максимальному использованию возможностей современных устройств вывода информации из ЭВМ является архаичный ГОСТ 2.004-88 (ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ). Этот ГОСТ требует скорейшего пересмотра. До этого момента можно использовать возможности, предоставляемые ГОСТом 2.051-2013, в соответствии с которым допускается устанавливать конкретные требования к представлению электронных документов в соответствии с правилами системы управления документами, принятыми на предприятии (в организации) и регламентирующиеся стандартами организации.
В ИИС могут использоваться различные СЛО-системы, при этом исходные файлы аннотированных 3О-моделей будут иметь разные форматы. Средства интеграции РОМ-систем должны обеспечивать возможность представления в ИИС всего набора данных, имеющихся в исходных аннотированных 3О-моделях.
Основой (скелетом) системы представления информации об изделии в РОМ-системах являются ЭСИ. В соответствии с ГОСТ Р 58300-2018 ЭСИ - это структурная компьютерная модель изделия, описывающая составные части изделия, выделенные на разных уровнях разукрупнения, иерархические отношения между этими составными частями и другие данные в зависимости от назначения. Различают следующие виды ЭСИ: функциональную, конструктивную (КЭСИ), производственно-технологическую (ТЭСИ), физическую (СЭСИ), эксплуатационную (ЭЭСИ).
ЭСИ является конструкторским документом, выполняемым только в электронной форме и предназначенным для использования в компьютерной среде (ГОСТ 2.053-2006 ЕСКД. Электронная структура изделия. Общие положения).
Для конкретного изделия все виды электронных структур являются разными представлениями информации об этом изделии - взглядами с разных сторон (взгляд со стороны конструктора, технолога, и т.д.). КЭСИ (каким конструктор хочет видеть изделие) является родительской по отношению к ТЭСИ (как технолог предполагает изготовить изделие в условиях конкретного производства). СЭСИ, как правило, является расширением КЭСИ и отличается от нее наличием у составных частей изделия, таких признаков, как заводской номер (для составных частей собственного изготовления), серийный номер (для покупных изделий) и т.д. ЭЭСИ используется в процессе эксплуатации изделия.
РОМ-системы должны обеспечивать представление информации об изменениях, произошедших в родительских ЭСИ, в дочерние электронные структуры.
Для однозначного определения ЭСИ, его составных частей и электронных документов их обозначение в РОМ-системе должно быть уникальным. Это относится и к уникальности обозначения вида ЭСИ и вида ее составных частей (конструктивная, производственно-технологическая, физическая, эксплуатационная). При этом в состав конкретного вида ЭСИ могут входить составные части различных видов (например, в ТЭСИ могут входить конструктивные и производственно-технологические виды составных частей).
На рис. 5 представлен пример КЭСИ, созданной в PLM <^^сЫП».
длит - в Часть изделия - КОРОВКА_ОР1, коробка, 0.0 (Конструкторское) о
Структура В?
объекты Изменения
Прлси Ван г ь мл ■
ф вставитьсуществувдцую «■ .¿тчть Г --с -ч : Ек тмшть юб)Ю - ^ Править » ч I Сдать из ч
- ¡О Мои взялся га им
»« структуре
•Ъ
<3
а «
€
а ®
а
Вита СНОМ-135*135* 138-25.1-0 6Р0 36 . Диод ЗЛЮ?6 ФЬЮ 336 005IV
КОЯОвКА_М2_$Т О1>М013000056
отн-«лэаоооо1
1ЮНе\'АУА^$ТО«ОМА
Тумблер МТ1 СМ00360 016ТУ Киожа малогабаритная КММ 0*00360 Лицевая етороиа коровсм
Просмотр
[Ь] П**««^ " Представления - ^ ф^
Вставить Копировать \ С«рытъ Щ Отобразить - Создать Добавить ■
Дио *
Короб» л левая сторона 2
випгаСН05в-135/135*13в-г5-1-8вР0 36 1
ДяОйЭЛЮ76вЬЮ336 005ТУ 2
КорОбс» шхни ( Т«*14 |Т"
Тумблер МТ1 ОЮ0»001СТ¥ 6
Киот»и*ЛСК*б«рмги4й КММ ОЮОЗбОО 3
Ь Номер поэиц а Й 41* 4 М4 —
ш 0НО_КОВДвК1
& КОЯОВКАЛЕУ
в «нготвжо
% толшвнаош
а КОВДвКА_м?_5Т
Й ОГН-ЧТЭООЩ56
в ОГНЛатмОНШ
■а
Рис. 5. Пример КЭСИ
Важнейшим инструментом в отслеживании актуальности ЭСИ и всех ее составных частей является наличие у них версионности. В общем случае любое изменение составной части ЭСИ вне зависимости от ее места в иерархической структуре изделия должно менять версию этой ЭСИ. Од-
97
нако сегодня многие считают, что при электронном документообороте должен сохраняться принцип, используемый при бумажном документообороте: если изменения в подсборке или в документах, ассоциированных с ней, не влияют на процесс сборки, в которую она входит, то информация об изменениях, произошедших в подсборке, в эту сборку не вносится. Применение такого подхода понятно при использовании бумажного документооборота. При формировании общего комплекта документации на изделие в бумажном виде в него включают, кроме документов общей сборки, актуальные (возможно измененные) документы на подсборки. И при запуске, например, в производство, запускающий может и не знать, что текущее изделие с тем же децимальным номером может отличаться от изготовленного прежде. Этот подход закреплен и в существующих ГОСТах, определяющих порядок формирования спецификаций.
ЭСИ не являются вариантами представления спецификации. ЭСИ представляют структуру всего изделия, а не сборки верхнего уровня. Поэтому их текущая версия должна иметь составные части (до самого низшего уровня их входимости в изделие) с версиями, актуальными на каждый момент обращения к ЭСИ.
С составными частями ЭСИ ассоциированы различные электронные документы: электронные модели, схемы, текстовые электронные документы (пояснительные записки, технические условия, программы и методики испытаний, разные инструкции и др.) Перечень полного комплекта электронных конструкторских документов, ассоциированных с составными частями ЭСИ (сборками, деталями, стандартными и прочими изделиями, материалами и т.д.), приведен в приложении Б к ГОСТу 2.102-2013 (ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов).
При этом часть ассоциированных документов можно отнести к влияющим на характеристики изделия, процессы его изготовления и эксплуатации (в некоторых РОМ-системах они называются описывающими) и не влияющим на характеристики изделия и перечисленные выше процессы (обычно эти документы называют справочными). К так называемым описывающим электронным документам относят электронные модели, схемы, технические условия, технические условия на ремонт и др., к справочным электронным документам - пояснительные записки, некоторые инструкции, прочие документы и др. Все электронные документы имеют атрибут «версия». Целесообразно, чтобы изменение версии ассоциированных электронных документов, влияющих на характеристики изделия, процессы его изготовления и эксплуатации приводило к изменению версий составных частей и самой ЭСИ. При введении нормирования требований по разделению ассоциированных электронных документов на указанные выше две группы очевидно, что отнесение этих документов к конкретной группе должен определять разработчик составной части ЭСИ - конструктор или технолог.
Предложенный порядок изменения версионности ЭСИ при изменении версий составных частей и ассоциированных электронных документов представлен на рис. 6.
Составные части ЭСИ. электронные документы Версия
Общая сборка
изделия
Документ 1 (описывающий) Я 1
я
Документ 2 (справочный)
Сборка 01
Документ 011 (описывающий) я
Документ 012 (справочный) Я
Деталь 01.1 я.
Документ 01.1.1 (описывающий) Я А
Документ 01.1.2 (справочный) я о
Деталь 01.2 я >
Деталь 01.1
Документ 011 (описывающий) я
Документ 012 (справочный) я
Деталь 01.2 я
/ -изменение версии
■ | ■ - версия: ЭСИ, составной часта, документа
Рис. 6. Схема изменения версионности ЭСИ при изменении версий ее составных частей и ассоциированных электронных документов
К вопросам версионности ЭСИ относятся:
- версионность электронных отчетов, формируемых из ЭСИ,
- порядок утверждения версий ЭСИ и его составных частей, в том числе при изменении версий, ассоциированных с ними электронных документов.
Для обеспечения жесткой связи электронных отчетов с версией ЭСИ, из которой они сформированы, необходимо введение реквизита для этих отчетов, содержащего информацию о версии этой ЭСИ. Причем при создании бумажной копии такого отчета в ней должна быть указана версия ЭСИ. При этом в PDM-системе для каждой новой версии ЭСИ должен присутствовать комментарий, в котором необходимо указывать содержание изменения, приведшее к изменению версии. Кроме того, PDM-система должна предоставлять возможность сравнения версий ЭСИ.
Очевидно, что выполнение процедуры утверждения новой версии ЭСИ при изменении версии любой его составной части или ассоциированных электронных документов практически нецелесообразно. Поэтому при
получении из PDM-системы информации об изменениях, проведенных в составных частях или ассоциированных электронных документах, решение о необходимости переутверждения ЭСИ и ее составных частей должны принимать их разработчики.
При отсутствии необходимости переутверждения новые версии ЭСИ и ее составные части должны автоматически сохранить статус «Утверждено» (для подлинников - статус «Сдан на хранение»).
Согласно ISO 10303 PDM-система строится на основе стандартизованной объектной модели данных и одними из основных понятий, которыми она оперирует, являются понятия «изделие»/«версия изде-лия»/«конфигурация изделия»/«экземпляр изделия». Предлагаемый порядок актуализации версий позволит для каждого образца выпущенной продукции (через заводской номер изделия) единым образом связать эти понятия с версиями КЭСИ и ТЭСИ.
Важным функциональным свойством PDM-систем, необходимым для полноценной работы с ЭСИ, является обеспечение визуализации изделия и его составных частей по их аннотированным 3D-моделям (возможно, имеющим разные форматы) без использования CAD-систем, входящих в состав ИИС.
Рассмотрим особенности формирования ТЭСИ. Как уже указывалось, производственно-технологическая ЭСИ является вариантом структуры процесса изготовления изделия, планируемого технологом, в условиях конкретного производства. Учитывая, что информация о структуре изделия представляется в КЭСИ, то ТЭСИ, как отмечалось выше, по отношению к ней является дочерней структурой. Очевидно, что изделие и его составные части могут изготавливаться по-разному, поэтому одной КЭСИ могут соответствовать несколько ТЭСИ.
В ТЭСИ технолог для оптимизации процесса изготовления может существенно изменить структуру изделия. В ней могут появиться составные части, отсутствующие в КЭСИ или являющиеся комбинацией ее составных частей (например, дополнительные технологические материалы; дополнительные технологические сборочные единицы или детали; часть деталей, присутствующих в КЭСИ, объединенные в технологическую сборочную единицу и т.д.). При этом создаваемые электронные модели технологических сборочных единиц или деталей станут ассоциированными с ними электронными документами.
В ТЭСИ со сборочными единицами и их составными частями, изготавливаемыми в производстве предприятия, связывают электронные структуры технологических процессов, содержащие полное описание изготовления, сборки, испытаний и упаковки. Для создания этих структур используют МРМ-системы, являющиеся связующим звеном между системами конструкторского проектирования и системами управления производством, определяющими место и время производства [5].
МРМ-система в рамках ИИС должна быть интегрирована с PDM-системой, т.к. исходные данные, необходимые для создания электронных структур технологических процессов, содержатся в PDM-системе, и в ней же электронные структуры технологических процессов связываются с составными частями ТЭСИ (как указывалось выше, при использовании АС УДИ прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен). Электронные структуры технологических процессов должны содержать набор операций и переходов, у которых есть атрибуты (наименование, время, затраты и т.д.); связанные ресурсы (оборудование, персонал, инструмент); используемые стандарты; связанную документацию (инструкции, файлы программ управления для станков с ЧПУ и т.д.). Поэтому полная информация для ERP-систем может быть получена только из ТЭСИ.
Разработчики PLM-систем часто дополняют их своими полностью интегрированными приложениями: МРМ-системами или САПР ТП. Например: PLM «Лоцман» и САПР ТП «Вертикаль» от фирмы «Аскон», PLM «Windchill» и МРМ «Windchill MPMLink» от фирмы «PTC».
На рис. 7 представлен пример электронной структуры технологического процесса изготовления детали в САПР ТП «Вертикаль».
Q) Ф*йл rv»»tt Вид Hxiftutw Слрмы ЛОЦМАН:PlM
3 IЭ ¡5 '¿A Hf3
3
а
В Д1.ИШ01Нив««ч»1.1р- xj
- 3 2I.S1G0.30I Мконечннк РУС % Д16 ГОСТ 4П4-2019
■ Wi Вгрти»
« ¿5 &*р»М**Л»»Ф-еИрпиЛщ»|» (инее tHlJJ \ ШЦЦ-1-205-0.01 Г<ХТ 1«-?9
* 1,Смрпить осилим oisqKTOeds в цг
* 1 Земероыт» сткргше «И $ "4J
\ Ц)1л«и»чв«р»-ул» ШЦК'ЫЯ'0,1 fOil 1M-S9
- OS) Прсчаыакд
* OfO КояГрояь
► 42 ст*лсдз?о«9
« 1. npOttprtT* pMMfw ССЛЛСпС -mtptfy
_г. riiflutw"^_
Атрибуты Теист т*
• - S/С -i-SdlCtSi BLlli,' f- |
Рис. 7. Структура технологического процесса изготовления детали
в САПР ТП «Вертикаль»
Перечень требований к PDM-системам для обеспечения полноценного функционирования ИИС. Из представленного выше, по мнению автора, следует, что важными функциональными системообразующими требованиями к PDM-системам являются следующие.
1. PDM-система должна служить единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен).
2. Информация должна вноситься в РОМ-систему один раз и обновляться только при изменении в исходном документе, размещенном в этой системе.
3. В РОМ-системах должны использоваться только электронные модели изделий, сборочных единиц, деталей («аннотированные 3О-модели»).
4. РОМ-системы должны обеспечивать организацию архива электронных документов с возможностями учета и хранения подлинников в соответствии с ГОСТ 2.501-2013, учета всех версий электронных документов, реализации процессов внесения изменений и др.
5. При электронном документообороте допускается использование бумажных документов только в виде бумажных рабочих копий с подлинников электронных документов и копий отчетов, полученных из электронных подлинников.
6. Требования к визуализации электронных документов на экране дисплея и формированию бумажных копий электронных документов на печатающих устройствах ЭВМ допускается регламентировать стандартами организации.
7. Средства интеграции РОМ-систем должны обеспечивать возможность представления в них всех данных, имеющихся в исходных аннотированных 3О-моделях разного формата.
8. Система представления информации об изделии в РОМ-системах должна строиться на основе ЭСИ.
9. РОМ-системы должны обеспечивать представление информации об изменениях, произошедших в родительских ЭСИ, в дочерние электронные структуры.
10. Обозначения ЭСИ, его составных частей и электронных документов в РОМ-системе должны быть уникальными. Это относится и к уникальности обозначения вида ЭСИ и вида ее составных частей (конструктивная, производственно-технологическая, физическая, эксплуатационная). В состав конкретного вида ЭСИ (кроме КЭСИ) могут входить составные части различных видов.
11. Любое изменение составной части ЭСИ вне зависимости от ее места в иерархической структуре изделия должно изменять версию этой ЭСИ.
12. Каждая новая версия ЭСИ в РОМ-системе должна иметь комментарий с указанием содержания изменения, приведшего к изменению версии.
13. В РОМ-системе должна присутствовать возможность сравнения версий ЭСИ.
14. Изменение версий ассоциированных электронных документов, влияющих на характеристики деталей и сборочных единиц изделия, процессы их изготовления и эксплуатации должно менять версии этих деталей и сборочных единиц.
15. У электронных отчетов, сформированных из ЭСИ, должен быть реквизит, содержащий информацию о версии ЭСИ, из которой они сформированы. При создании бумажной копии таких отчетов в них должна указываться версия ЭСИ.
16. Разработчики ЭСИ и ее составных частей должны получать из PDM-системы информацию об изменениях, проведенных в составных частях или ассоциированных электронных документах. На основании этой информации решение о переутверждении новой версии ЭСИ и ее составных частей по этой информации должны принимать разработчики ЭСИ и ее составных частей. При отсутствии необходимости переутверждения новые версии ЭСИ и ее составных частей должны сохранить статус «Утверждено» (для подлинников - статус «Сдан на хранение»).
17. PDM-системы должны обеспечивать в ЭСИ визуализацию изделия и его составных частей по их аннотированным SD-моделям (в том числе имеющим разные форматы) без использования CAD-систем, входящих в состав ИИС.
18. Одной КЭСИ могут соответствовать несколько ТЭСИ.
19. МРМ-система (САПР ТП) в рамках ИИС должна быть интегрирована с PDM-системой.
20. Электронные структуры технологических процессов должны быть связаны в ТЭСИ со сборочными единицами и деталями, изготавливаемыми в производстве предприятия.
21. Информация для систем планирования ресурсов предприятия может быть получена только из ТЭСИ.
Сформулированные предложения носят дискуссионный характер и затрагивают положения ряда российских стандартов.
Некоторые из перечисленных функциональных задач и правил, относящихся к PDM-системам, описаны в литературе, а в данной статье они приведены применительно к их нормированию в стандартах. Предложенные перечень и формулировки требований к PDM-системам после обсуждения в профессиональном сообществе могут стать основой для разработки отечественного стандарта, определяющего требования к таким системам, и редактирования действующих стандартов.
Список литературы
1. Доросинский Л.Г., Зверева О.М. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Ульяновск: Зебра, 2016. 243 с.
2. Ресурсы PLM//cimdata.com: сайт компании CIMdata [Электронный ресурс]. URL: https://www.cimdata.com/en/resources (дата обращения: 14.01.2021).
3. PLM//lmsoft.ru: сайт компании LMsoft [Электронный ресурс] URL: https://lmsoft.ru/products/plm (дата обращения: 14.01.2021).
4. Браун Д. Как идет цифровая трансформация производственных компаний. Исследование компании Tech-Clarity // CAD/CAM/CAEObserver №1 (125) / 2019. С. 40-43.
5. Статья MPM//tadviser.ru: Портал выбора технологий и поставщиков Tadvisеr [Электронный ресурс] URL: https://www.tadviser.ru/index.php: (дата обращения: 14.01.2021).
Березанский Давид Павлович, канд. техн. наук, доцент, начальник бюро, nto1@cniiag.ru, Россия, Москва, АО «Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики»
ON RATIONING REQIREMENTS FOR PDM - SYSTEMS D.P. Berezansky
An assessment of the place of automated systems for managing electronic documents (PDM - Product Data Management) in the integrated information environment of an enterprise is presented (IIE - Integrated Information Environment). The absence of requirements for such systems in the domestic standards for rationing is noted. Based on the materials reviewed and the author's own experience, a list of requirements for PDM has been formulated to ensure the full functioning of the IIE.
Key words: Product Lifecycle Management, Product Data Management, Product Structure.
Berezansky David Pavlovich, candidate of technical sciences, docent, head of bureau, nto1@cniiag.ru, Russia, Moscow, JSC «Central Research Institute of Automation and Hydraulics»
