CC BY
19Основы технической политики машиностроительного предприятия в области задач информатизации жизненного цикла продукции
Черепанов Никита Владимирович
кандидат технических наук, ведущий инженер ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», nv137@yandex.ru
В статье рассматриваются основные положения технической политики информатизации жизненного цикла изделия в рамках технической политики предприятия. Основной задачей развития информационных систем предприятия является создание технологии информатизации всех этапов жизненного цикла изделия. Интеграция и управление всеми производственными процессами обеспечивается внедрением PLM-технологии. Создаётся комплекс прикладных информационных систем, реализующих идеологию информационной поддержки жизненного цикла изделия стандартизованным для предприятия набором. Одной из главных составляющих, требующей особого внимания при реализации задач информатизации, является система управления данными об изделиях (PDM-система). Для реализации процесса прохождения информации необходимо проводить анализ существующих на предприятии информационных технологий с учётом конструктивной специфики разрабатываемых изделий. Программное обеспечение системы информатизации реализуется как услуга, модель SaaS. Ключевые слова: техническая политика; информатизация предприятия; жизненный цикл изделий; потоки технической информации; PLM-технология; программное обеспечение.
Положение о технической политике является программным документом для деятельности предприятий и организаций, стратегия поведения данного субъекта хозяйствования по отношению к процессу инноваций. При формировании технической политики в области информатизации на предприятиях часто основную роль в представлении технической политики отводят задачам сетевого обеспечения, серверам, системам безопасности, рабочим станциям и другому техническому обеспечению. При этом в документе не учитывается главная, определяющая производственную жизнь предприятия составляющая. А, именно, подсистема информатизации жизненного цикла продукции, которая определяет требования к техническому и сетевому обеспечению. В статье рассматриваются разделы технической политики предприятия в части информатизации жизненного цикла изделия.
Государственная научно-техническая политика - составная часть социально-экономической политики, которая выражает отношение государства к научной и научно-технической деятельности, определяет цели, направления, формы деятельности органов государственной власти Российской Федерации в области науки, техники и реализации достижений науки и техники. (Федеральный закон от 23.08.1996 N 127-ФЗ).
Политика техническая (technical policy) - государственная деятельность по поощрению развития отечественной техники, поддержанию ее высокого уровня, обеспечивающего прогресс производства и качественное обслуживание непроизводственных потребностей общества, и, в конечном счете, облегчение и повышение эффективности трудовых усилий человека. Важнейшая задача технической политики - обеспечение своевременного и высокоэффективного использования открытий и фундаментальных и прикладных достижений науки для дальнейшего научно-технического прогресса (Халипов В. Ф., Халипова Е. В., 1996).
Техническая политика определяет совокупность взаимосвязанных технических требований, дополняющих действующие нормативные документы, акцентирует внимание на наиболее прогрессивных технических и информационных решениях, задает перечень и границы применения тех или иных решений, технологий, направленных на повышение надёжности, эффективности и безопасности функционирования машиностроительного предприятия.
Техническая политика крупных предприятий должна строится на основе принципов вертикальной интеграции технических решений, что приводит к:
- увеличению скорости производства товаров за счёт оптимизации внутренних процессов предприятия,
- сокращению издержек на производство продукции.
Вертикальная интеграция с организационной точки зрения представляет собой процесс слияния стадий производства на основе единой технической политики, который способствует снижению транзакционных издержек и ускорению всего процесса производства (Исупова О. А., Крупянский В. В., 2013).
Основной задачей развития информационных систем предприятия является создание технологии информатизации всех этапов жизненного цикла изделия: анализа потребности в изделии, формирования требований, проектирования и конструирования, технологической подготовки производства, изготовления и продвижения изделия к потребителю, его использования и утилизации (Кондратьев В.В.,.2015).
Прикладные информационные системы должны обеспечивать эффективное решение задач сбора, обработки, хранения и использования информации, организацию оптимальных информационных потоков производственных данных в соответствии с технологическим циклом создания изделия и внедрение современных методов управления продукцией в процессе создания электронной модели изделий предприятия.
© 3
Ю
5
* 2
сч cJ
£
Б
2 о
Интеграции и управление всеми производственными процессами обеспечивается внедрением PLM-технологии (управление жизненным циклом продукта), объединяющей информатизацию всех этапов жизненного цикла продукции и электронное описание изделия.
В процессе создания изделий предприятия на основе информационных технологий формирование, сбор, обработка, использование данных и организация их информационных потоков формируется в соответствии с требованиями по созданию комплексов, аппаратов и задач управления проектированием, производством, испытаниями, эксплуатацией и утилизацией изделия.
Управление информационными процессами исходит из требования задач формирования проектов, конструкций изделия и систем его управления в рамках PLM-технологии (Шиловицкий О., 2017). ИТ-инфраструктура ILM-систем вычислительных средств и коммуникационная среда является обеспечивающей средой и выполняет задачи поддержки функционирования систем создания продукции предприятия, электронной и бумажной документации по проектам изделий.
Технология PLM - набор программных компонентов обеспечения коммуникаций, интеграции модулей автоматизированного проектирования и визуализации, а также других решений, охватывающих полный жизненный цикл продукта. Решения класса PLM объединяют все средства, обеспечивающие жизненный цикл производства. PLM-решение представляет собой инструмент организации работы, который нужно настраивать под те рабочие процедуры, которые приняты на предприятии.
Ввиду невозможности быстрой, полной и одновременной перестройки бизнес процессов предприятия, внедряемые компоненты PLM должна интегрироваться с уже существующими на предприятии САПР, MES и ERP-системами.
Комплекс прикладных информационных систем, реализующих идеологию информационной поддержки жизненного цикла изделия стандартизованным для предприятия набором, включает:
a. PLM-технологию для формирования данных и электронных моделей средствами CAD/CAE/CAPP/CAM/MpM-систем для задач конструкторско-технологичес-кой подготовки производства и управления инженерными данными средствами PDM-системы. Для решения этой задачи на предприятии развертываются средства
решение конструкторско-технологичес-ких задач, составляющих основу PLM.
■ В их состав включаются следующие САПР-системы:
■ CAD-система - проектирование и конструирование облика изделия, его агрегатов, сборок и деталей изделий;
■ CAE - средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий;
■ CAPP-система - разработка технологических процессов;
■ CAM-система - разработка управляющих программ для станков с ЧПУ;
■ MPM-система - моделирование и анализ производства изделия; система контроля и управления качеством выпускаемой продукции;
■ PDM-система управления данными об изделии, включающая систему ведения электронного архива технической документации предприятия, обеспечивающая длительное хранение конструкторской и технологической документации, технический документооборот с узаконенными электронными подписями.
b. Система управления проектами, обеспечивающая эффективное выполнение процесса планирования и контроля работ предприятия вплоть до конкретного исполнителя. Может являться составной частью PDM-системы;
c. Система управления требованиями;
d. Система электронного организационно-распорядительного документооборота;
e. Система коллективной работы, обеспечивающая эффективное взаимодействие персонала предприятия в локальной вычислительной сети. Может являться составной частью PDM-системы;
f. Система контроля и управления качеством выпускаемой продукции;
g. Система электронного корпоративного обучения, обеспечивающая требуемый уровень квалификации персонала для работы с использованием представленных систем.
Информационный подход к организации производства продукции предприятия должен базироваться на единстве систем автоматизации проектно-конст-рукторских работу, управления данными об изделиях, управления ресурсами предприятия, системе сбора, передачи, обработки и отображения информации о производственных процессах в реальном времени, направленной на обеспечение автоматизации производства (АСОУП-си-стема).
Перечисленные системы должны обеспечивать обмен данными и использовать единый комплекс баз данных предприятия.
Одной из главных составляющих, требующей особого внимания при реализации задач информатизации, является система управления данными об изделиях (PDM-система).
PDM-система в наиболее полном объеме должна реализовать функции управления составом изделия, структурой всех его составных частей, деталей, узлов и агрегатов. Кроме того, в управляемую структуру должны входить структурированные информационные объекты технологической подготовки производства, состав которых отражает все необходимые данные для организации работ по производству самого изделия - структура оснастки, инструментального парка, операций и переходов, технологических приемов.
Основными функциями PDM-системы являются:
■ хранение данных и документов (включая изменения) и обеспечение быстрого доступа к ним;
■ электронный документооборот (workflow) (управление процессами проектирования);
■ управление структурой изделия, включая управление конфигурацией;
■ ведение классификаторов и справочников.
Наиболее типичные задачи, решаемые при помощи PDM-систем:
■ ведение электронного архива документации (конструкторской, технологической, организационно-распорядительной, проектной, нормативно-технической);
■ ведение электронного документооборота (согласование данных и документов, контроль исполнения);
■ управление разработкой данных и документации (совместная работа в рабочей группе, управление составами и конфигурацией изделий);
■ компьютерная система менеджмента качества;
■ электронные справочники (материалы, ПКИ, стандартные изделия и т.д.).
Задачи управления данными об изделиях и управления работами по созданию изделий являются взаимосвязанными и должны базироваться на единых информационных ресурсах, совместимых по форматам и структуре данных. PLM-система должна обмениваться данными с системой управления проектами и ERP-системой, а также, при необходи-
мости, с информационными системами заказчика или смежников предприятия.
Система управления проектом должна обеспечивать координацию действий исполнителей работ проекта, согласованное планирование и контроль работ, предоставление заинтересованным сторонам всей необходимой информации о ходе выполнения проекта.
Для реализации процесса прохождения информации необходимо проводить анализ существующих на предприятии технологий с учётом конструктивной специфики разрабатываемых изделий. Дерево целей бизнес-процессов должно строиться в соответствии с технологическими процессами создания проекта и изготовления изделия, которые могут не соответствовать организационной структуре предприятия.
Задача оценки и выбора дальнейших путей передачи (обработки) информации с очередного этапа должны решается на основе специализированных комплексов программно-методических средств анализа и выбора потоков информации для конкретных изделий и производств, являющихся внешними средствами по отношению к РЭМ-системе.
Между основными участниками проекта должны быть выявлены и организованы информационные потоки, обеспечивающие взаимосвязь элементов продукции, продукции на различных этапах её жизненного цикла и ответственных исполнителей. Необходимы описанные и принятые в качестве стандартов типовые структуры данных, регламентированные права доступа к системе, функциональная и информационная модели взаимодействия всех участников проекта.
При внедрении САЭ-систем необходимо учитывать требования к обеспечению применимости внедряемых ПО к используемым в работе форматам электронных моделей деталей и изделия в целом. Внедрение нового САЭ-пакета должно обеспечивать преемственность чтения моделей, ранее разработанных в других САЭ-пакетах. Принцип масштабирования задач САПР предполагает использование новых САЭ-пакетов, совместимых по графическим ядрам, форматам и обеспечивающим полную передачу информации между графическими пакетами программ.
Организация многоуровневой системы выполнения проектно-конструкторс-ких работ должна строиться на базе программных систем для создания трехмерных геометрических моделей и их использования для изготовления деталей на
станках с ЧПУ и выпуска конструкторской документации
Требования к CAD/CAM системам:
■ простота освоения,
■ возможность работы на современной технике,
■ простота создания документации различных форм и ее полное соответствие существующим требованиям и стандартам,
■ простота передачи данных в другие системы или получение их из других систем,
■ наличие высокоуровневых средств создания собственных разработок,
■ возможность работы с внешними (распределенными) базами данных,
■ хорошие перспективы развития системы,
■ оптимальная (приемлемая для массовой закупки) цена.
При внедрении CAD-систем для решения конструкторских задач разной сложности необходимо подобрать оптимальное соотношение двухуровневых систем или системы разного уровня от разных производителей, но обеспечивающих совместимость форматов и данных.
Требования к CAPp-систем:
■ Обеспечение организации базы данных инструментов и другой технологической информации.
■ Создание и редактирования технологических эскизов. Интеграция с различными CAD-системами, параметризация с S-D-моделью или чертежом детали (при изменении S-D-модели автоматически изменяются эскизы).
■ Различные способы проектирования технологических процессов (ручной, полуавтоматический, автоматический).
■ Возможность проектирования техпроцессов непосредственно с S-D-моде-ли детали.
■ Обеспечение возможность автоматизированной генерации технологических переходов с автоматическим подбором инструментов, а также формирование других элементов технологического процесса по заданным параметрам обработки или с S-D-модели детали.
■ Формирование документов технологического процесса и форматы файлов для их сохранения.
■ Дополнительные возможности системы: проведение различных расчетов, планирование производства, нормирование и т.д.
■ Эргономичность интерфейса пользователя.
■ Возможность расширения системы путем подключения специальных моду-
лей, внешних программ, создания макросов и т.д.
■ Интеграции с CAM и PDM-система-ми в едином информационном пространстве предприятия.
■ Полная интеграция с конструкторской спецификацией.
■ Возможность автоматического проектирования технологических операций и переходов для обработки различных конструктивно-технологических элементов (КТЭ) детали.
■ Возможность проектирование технологического процесса непосредственно с 3-D модели детали при возможности построения 3^-модель из КТЭ с указанием всех их параметров.
■ Передача информации в систему ведения бухгалтерско-экономического управления.
В процессе проработки конструкции изделия возможно использование существующих разработок на бумажных носителях. Для его обеспечения и в соответствии с требованиями заказчика организуется систематический вывод всей разрабатываемой электронной конструкторской документации.
Для обеспечения стандартизации единства используемого прикладного ПО для разработке электронных моделей и документов при создании продукции предприятия пользователю должен быть предоставлен сервис в виде утверждённого и удовлетворяющего пользователя по удобству, оперативности, охвату функций и простоте работы комплект прикладного ПО.
Программное обеспечение как услуга - модель SaaS (software as a service, сокр. SaaS) - модель использования программного обеспечения, при которой поставщик или головное подразделение разрабатывает web-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя пользователям доступ к программному обеспечению через сеть. Основное преимущество модели SaaS для пользователя состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и работающего на нём программного обеспечения.
Такие услуги для пользователя формируются на предприятии для обеспечения функционирования утверждённых потоков прохождения информации при создании изделий, однотипности форматов, структур данных и методов их хранения и для обеспечению защиты информации.
Электронный архив служит для задач САПР основой построения системы
О
3
ю
S
V 2
управления проектами, потоками документов, информацией об изделии, жизненным циклом изделия. Для PLM/ERP создаётся единая БД по материалам, библиотека стандартных изделий и т.д.
Литература
1. Исупова О. А., Крупянский В. В. Техническая политика предприятия в условиях вертикальной интеграции. Соци-огуманитарный вестник Кемеровского института (филиала) РГТЭУ № 2(11). 2013. С. 19-23.
2. Федеральный закон от 23.08.1996 N 127-ФЗ (ред. от 02.11.2013) «О науке и государственной научно-технической политике» (с изм. и доп., вступающими в силу с 01.01.2014)
3. Халипов В. Ф., Халипова Е. В. Власть. Политика. Государственная служба. Словарь. - М.: Луч. 1996. С. 91.
4. Кондратьев В.В., Управление архитектурой предприятия (Конструктор регулярного менеджмента): Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и дополн. - М.: Инфра-М, 2015. - C. 357
5. Шиловицкий О., Как работает PLM: букварь для инженеров, топ-менеджеров - и, пожалуй, вообще для всех. - [Электронный ресурс], 2017 - URL: http:// isicad.ru/ru/ articles.php?article_num=19563
Bases of technical policy of the machinebuilding enterprise in the field of problems of information of life cycle of production Cherepanov N.V. FSUE "LAVOCHKIN ASSOCIATION" In article substantive provisions of technical policy of information of life cycle of a product within the limits of technical policy of the enterprise are examined. The primary goal of development of information systems of the enterprise is creation of technology of information of all stages of life cycle of a product. Integration and management of all productions is provided with introduction of PLM-technology. The complex of the applied information systems realizing ideology of information support of life cycle of a product by a set standardized for the enterprise is created. One of the main components, special attention at realization of problems of information, the control system of data about products (PDM-system) is demanding. For realization of process of passage of the information it is necessary to spend the analysis of information technologies existing at the enterprise in view of constructive specificity of developed products. The software of system of information is realized as service, model SaaS.
Keywords: technical policy; information of the enterprise; life cycle of products; streams of the technical information; PLM-technology; software. References
1. Isupova OA, Krupyansky VV Technical policy of
the enterprise in conditions of vertical integration. Sotsiogumanitarny messenger of the Kemerovo Institute (branch) of RGTEU No. 2 (11). 2013. pp. 19-23.
2. Federal Law of 23.08.1996 No. 127-FZ (as
amended on 02.11.2013) «On Science and State Science and Technology Policy» (with amendments and additions that come into force on 01/01/2014)
3. Khalipov Vf, Khalipova EV Power. Policy.
Government service. Dictionary. - M .: Ray. 1996. P. 91.
4. Kondratiev VV, Enterprise Architecture Management (Constructor of Regular Management): Textbook. 2 nd ed., Revised. and add. - M .: Infra-M, 2015. - C. 357
5. Shilovitsky O., How PLM works: a primer for
engineers, top managers - and, perhaps, generally for everyone. - [Electronic resource], 2017 - URL: http://isicad.ru/en/ articles.php?article_num=19563
