41Развитие системы гармонизации и цифровизации стандартов для увеличения доли автоматизированного документооборота в промышленности_
Епифанцев Кирилл Валерьевич,
кандидат технических наук, доцент, кафедра метрологического обеспечения инновационных технологий и промышленной безопасности, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» [email protected]
Современная система стандартизации в Российской Федерации претерпела большое количество изменений в связи с развитием цифровизации документооборота, промышленных технологий и онлайн - отслеживания состояния продукта после его выпуска предприятием. Во многом, это обосновано сложившейся системой гармонизации стандартов и использованием системы искусственного интеллекта в системе каталогизации комплектующих деталей. Также для возможности планомерного развития стандартов служит конкуренция, сложившаяся между стандартами типа ГОСТ Р и технические регламентами таможенного союза. Конкуренция, как известно, всегда позволяет получать более качественные товары. Не менее важным элементов стандартизации в мире являются и машиночитаемые стандарты, которые должны, по мнению разработчиков, «объяснять» специалистам сложные процессы визуализированными, мульти- и ме-диаданными. Кроме того, машиночитаемые стандарты должны самостоятельно находить «общий язык» с машинными интерфейсами, самостоятельно, без участия оператора, меняя в системе машиностроения предприятия старые название элементов на обновленные. Этому будет способствовать искусственный интеллект, который уменьшит трудозатраты технических писателей, нормоконтролеров и специалистов по каталогизации продукции. Переходу на подобные системы стандартизации способствовало принятие и внедрение в 2000 году стандарта ASD S1000D (ранее AECMA S1000D) — спецификация на выпуск технической документации с использованием общей базы модулей данных[1]. S1000D основана на технологии XML.
Ключевые слова: Развитие системы стандартизации, цифровизация промышленности, гармонизация стандартов, машиночитаемые стандарты, искусственный интеллект, ИСО, ГОСТ, интерактивные руководства
Железный занавес СССР, безусловно, ограничивал доступ систем стандартизации капиталистических институтов в документы, разрабатываемые Госстанндартом, однако, нужно полагать, что тесное взаимодействие со странами Варшавского договора несомненно обеспечивало обмен информацией в области машиностроения, легкой и пищевой промышленности. Данная «невидимая» гармонизация (т.е. внедрение зарубежных стандартов в отечественные стандарты) проходила преимущественно через использование произведенной продукцией, а значит и стандартами Венгрии, Болгарией, Румынией, Чехословакией, Восточной Германией в стандарты ГОСТ, ОСТ, ТУ.
По политическим причинам часть данной информации не разглашалась. Конечно, в нормативных ссылках в отечественных и советских стандартах нельзя встретить ссылок на стандарты других зарубежных институтов стандартизации, однако, ситуация прежде всего с зерновыми, повернула ситуацию несколько иначе. «Голос Америки» сообщал 26.12.2010 г.: «В 1963 году США начали поставки зерна в СССР. Советский Союз впервые был вынужден закупить за границей 12 млн. тонн зерна в связи с тем, что эффективность освоенных целинных почв в Казахстане ежегодно падала. Выведение из оборота около трети поднятой целины свидетельствовало о том, что экстенсивные методы развития не работают. Если в 1954-1958 годах средняя урожайность пшеницы в СССР составляла 7,3 центнера с гектара, то к 1962 году она снизилась до 6,1 ц/га. [2]
Также в книге "Экономические отношения стран СЭВ с США", [3] находим следующую информацию:
«Дополнительные закупки американской сельскохозяйственной продукции помогли нашей стране ослабить негативные последствия крайне неблагоприятных погодных условий отдельных лет. Среди стран СЭВ СССР остается основным покупателем зерна из США (73% совокупного зерноимпорта стран СЭВ из Соединенных Штатов). В 1975 - 1979 годах зерновые составляли 60% советского импорта из США."
Таким образом, вынужденный ввоз продуктов, вынудил проводить политику постепенной гармонизации стантартов, таким образом, частично совершествуя действующую систему стандартизации, развивая своего рода реверсивный инжиниринг. Это было важно прежде всего для сравнения отечесвтенных технологий с технологиями западных стран и поиска лучшего, оптимального решения.
Руководство Госстандарта, во главе с В.В. Бойцовым смело и решительно внедряла передовой опыт зарубежных коллег в отечественную систему стандартизации, внедряя прежде всего, такие важные элементы, как взамозаменяемость, надежность, унификация. Был осуществлен ряд масштабных проектов, результатом которых стали комплексы организационно-технических стандартов, не утративших свое значение и сегодня: это единые системы конструкторской документации (ЕСКД), технологической документации (ЕСТД), технологической подготовки производства (ЕСТПП), Единая система программной документации (ЕСПД) [4]. На посту президента Международной организации по стандартизации [5] В. В. Бойцов был одним из инициаторов и участников создания системы стандартов ИСО серии 9000, получивших наибольшее распространение в мире. Слеовательно, возможно говорить, что именно с инициативы В.В. Бойцова, началась официальная процедура гармонизации отечественных стандартов. На рисунке 1 изображено схематично современная тенденция развития стандартов в России. В верхней части она разделена на 3 основных блока: первые 2 блока неразрывно связаны знаком «плюс», т.к. это виды стандартов, опирающиеся несомненно на результат работы советских систем стандартизации. Две стрелки разделяют их на классические стандарты (ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД, ЕСТПП -данные аббревиатуры расшифрованы выше) и на новое поколение стандартов (в знаке облака - работе этих стандартов способствуют облачные технологии). Новое поколение стандартов - ПНСТ (предварительные нац. стандарты), гармонизированные и машиночитаемые. Второй блок на рисунке 1 - стандарты военные, которые могут делиться на стандарты с одним астериском * или двумя, т.е. Государственные стандарты Российской Федерации и стандарты отраслей с едиными требованиями для оборонной и народнохозяйственной продукции , стандарты мирного или военного времени, ОСТ Р - особенности стандартизации военной продукции, которые также претерпевают изменения всвязи с цифровизацией технологий. И 3 блок - это технические регламенты Таможенного союза (ТР ТС), которые развиваются паралельно с ГОСТ Р и ГОСТ, но составляют им определенную конкуренцию в связи с более сложными и «глубокими» схемами сертификации продукции (схемы 1С-9С) и конечно же принятием данным регламентов на территории не только РФ, но и всеми государствами Таможенного союза. Данный тип стандартов назван на рисунке «Стандарты-конкуренты».
Рис. 1 - Развитие системы Стандартизации в РФ
Рис.2
1905 1 7 о н]-<
Система развития мировых стандартов
В нижней части рисунка представлено 6 организаций - ведущих разработчиков стандартов, которые неизбежно будут основными партнерами по гармонизации в силу большой популярности данных 6 институтов и прежде всего популяризации продукции, развиваемой и поставляемой данными государствами, где и и находятся данные разработчики стандартов. Систему развития мировых стандартов системы ИСО и ГОСТ можно увидеть на рисунке 2 [6,7].
На данной схеме возможно увидеть четкое разграничение системы стандартов и системы развития промышленности трех школ - Американской школы рационализации труда (Г. Форд и Ф. Тейлор), советской школы научной организации труда А.К. Гастева и восточной школы бережливого производтсва японского специалиста, инженера С. Тойоды. Данное разделение во многом было связано с конкуренцией данных трех методик стандартизации и развития промышленных технологий за счет уникальности политического развития каждого из вышеупомянутых государств. Однако, как показывают источники в постсовестском пространстве данные 3 лидера передовых отраслей развития промышленности, несомненно, черпали друг у друга передовые идеи развития промышленности даже в условиях политической изолированности. Пунктирными линиями показаны связи между определенными этапами развития менеджмента качества (QM) и обеспечения качества (QA) [6,7]. Такие связи были в рамках системы Тейлора, где для менеджмента качества, тогда ограниченного лишь инспекцией качества, и выходным (окончательным) контролем качества существовала жесткая взаимосвязь, а также между статистическим управлением качеством и статистическим приемочным (выходным) контролем. Период развития сертификации продукции третьей стороной был слабо связан с развитием концепций TQC и TQM. Эта связь появилась в более поздних схемах сертификации (ИСО и МЭК применяют 7 схем сертификации, а в России 12).
Рис.3 - Причина трансформации отечественных «классических» стандартов
На рисунке 3 представлены классические стандарты, описанные в рисунке 1, которые были нарисованы в виде 4 китов. Действительно, данные группы стандартов являются наиболее массивными в мире машиностроения и приборостроения. С 2014
года наметилась их трансформация по причине принятия методологии всеобщего риск-менеджмента, что является следствием гармонизации большинства стандартов ИСО по риск-менеджменту.
Риск менеджмент представлен группой стандартов по бережливому производсву, которые несомненно принимают риск-менеджмент в качесвте основной методики борьбы с отбраковками продукции и травмоопасными технологиями.
Следующим важным этапов развитие цифровизации явлюятся машиночитаемые стандарты из стандартов нового поколения (Рисунок 1)
На онлайн-конференции «Машиночитаемые стандарты: перспективы применения в промышленности» 25 февраля 2021 года руководителем Росстандарта А.Шалаевым [8] были обозначены несколько групп современных стандартов:
• Нулевой уровень - это стандарт исключительно в бумажном виде, не подразумевающий никакого взаимодействия с машиной.
• 1 уровень — стандарт, воспринимаемый машиной в классическом цифровом формате, при котором возможны чтение и поиск оператором с экрана компьютера (PDF-формат).
Машиночитаемые стандарты — дСкумОнты, содержание которые легко воспринимается, обрабатывается и передается о помощь« компьютерны* систем
SMART-стзндэрты (Standards Machir>e Applicable, Readable S, Transterrable) — стандарты в виде баз данный, моделей и т.д., ключевым потребителем которых является информационная система
Уровень 4
0
в
Уровень 0
Стандарты
на бумажных носителях
Системы публикации утвержденных стандартов
S M ART- стандарты
Уровень 3
Уровень 2
Уровень 1
Открытый цифровой формат
Машиночитаемый документ
И нформационные
справочные
системы»
реализующие
пользовательские
сервисы
Машиночитаемое содержание
Детальное логическое описание документов до уровня требований. Отражение жизненного цикла НТД.
Системы управления нормативно' технической документацией.
Системы управлений требованиями.
Системы управления требованиями, тесно интегрированные с САР/САМ, РЬМ/РОМ системами, системами на основе В1М технологий.
Системы, содержащие стандарты в виде контейнеров текстовых, графических, числовых структур, цифровых моделей.
Управляющие системы, контролирующие ВыпОлНЁНИЁ требований стандартов,
Текэксперт: 5МАКТ К-ООС
Выпуск систем, содержащих цифровые модели и приложения.
Рис. 4 - Виды развития стандартов нового поколения [8]
• 2 уровень - документ в цифровом, машиночитаемом формате, структура и содержание которого могут быть обработаны программным обеспечением (например, стандарты в формате XML).
• 3 и 4 уровни уже относятся к машинопонимаемым, или SMART-стандартам. При взаимодействии с такими стандартами машина не только понимает содержание, но и может самостоятельно применять и трактовать их без участия человека-оператора.
Рассмотрим натурный вид подобного стандарта. Ниже представлен его вид на рисунке 5.На иллюстрации приведён фрагмент документа с размеченным и структурированным содержанием. Для НИЦ ЦПС наиболее значимый результат заключён в строчке [9] [Com]NCE{SPG_0002>=0.5} - поскольку она с помощью системы кодирования выражает числовое требование, которое может быть впоследствии интерпретировано соответствующими информационными системами - SOLIBRI Model Checker, UpCodesAI или их аналогами. Пример — перевод текстового представления и формулы пункта 5.19 СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах» на язык MathML:
Текстовое представление 4,3 Уклоны кровель е зависимости от применяемы« материалов приведены в таблице 4,1; в ендова* уклон кровли принимайте зависимости от расстояний между воронками, но не менее 0,5%.
XML uerafort=*1.0* encoding = "UTF-8" 7>
<йет ></ш(и?<=»4.3". :;="17.Ш31Ш17-14.3"
^ .^"requirement" lr="[Corr]NCE~
="[Prp]SPG_0002"
re/M="17.13330.2017-t4,1">
^element type=" reference" re/W="17.l333(«017-t4.r>
в таблице A. 1
</elemert>
■¡element [№e="rule">
(ComINCE{SPG_0002>=0,5} f...................................................;
</elementJ
</item>
кси + ск
■ е+ег
1г1
-fgft —_ ;;
rife. L™
• Autodesk Navisworks SOLIBRI Model Checker
• UpCodesAI
Рис. 5 - Фрагмент машиночитаемого стандарта с размеченным и структурированным содержанием.
На иллюстрации приведён Для НИЦ ЦПС наиболее значимый результат заключён в строчке [Com]NCE{SPG_0002>=0.5} — поскольку она с помощью системы кодирования выражает числовое требование, которое может быть впоследствии интерпретировано соответствующими информационными системами - SOLIBRI Model Checker, UpCodesAI или их аналогами.
Текущее состояние цифровизации имеет сильные стороны благодаря принятым стандартам, дающим возможность развития интерактивных электронно-технических руководств [10], которые, позволяют моделировать различные механизмы обучения в интерактивной среде. Данные стандарты также применимы и к измерительным технологиям, методикам, процессам калибровки и поверки. Исследуемые программные продукты в - это Power Guide, Cartona 3D, Seamatica ED, Solid Work Composer.. Постараемся сравнить данные программы с максимальной их пользой для инженеров и операторов (Рис. 6-8). В соответствии с ГОСТ Р 50.1.030-2001 документ с гиперссылками в современном цифровом производстве принято называть ИЭТР определенного класса. В указанном ГОСТе они разделены на 4 класса (Таблица 1) с возможностью интерграции в будущем в 5 класс.
Таблица 1
Виды ИЭТР по классам
Вид ИЭТР Описание
ИЭТР 1-го класса Документ - набор сканов изображений, страницы индексированы в соответствии с содержанием [10], списком иллюстраций, списком таблиц. Этот документ имеет привычный пользователю PDF формат с гиперссылками. Документ можно распечатать как обычный Word файл
ИЭТР 2-го класса Этот документ имеет привычный пользователю PDF формат с гиперссылками, но ссылки на аудио- и видеоданные. Документ можно распечатать как обычный Word файл
ИЭТР 3-го класса Это PDF с гиперссылками, к которым могут быть привязаны другие документы вне файла, в котором вы находитесь. Документ как Word файл не распечатать
ИЭТР 4-го класса В добавление к функциям ИЭТР класса 3, ИЭТР 4 класса обеспечивает возможность прямого взаимодействия с электронными модулями диагностики изделий. ИЭТР класса 4 позволяет наиболее эффективно проводить операции по поиску неисправностей в изделии, локализации сбоев, подбору запасных частей. Документ как Word файл не распечатать
Перспективный ИЭТР 5-го класса Возможность построения различного рода прогнозов, использования инструментов анализа и построения рекомендаций для потребителя, и это возможная перспектива модернизации ИЭТР в данном направлении, например в тесном сочетании с очками VR, написания целых игровых тренажеров на UNITY.
Ниже приведены скриншоты каждой и описанных платформ. Именно в таком виде данные продукты поступают к операторам и инженерному составу. Данная форма -озвученная, имеющая много видеопояснений призвана максимально просто рассказать о сложном строении того или иного механизма.
Рис. 6 - Интерфейс сосуда под давлением в ЭеатаИса ED
Рис 7 - Интерфейс блока управления авиаоборудованием в Оэ11опа Эй
f В " * ||рЩЩ Himt PrfrtMf AulhBf
ЬМ Align lock И 4m> Copy # Copy
SoMdlWorks Composer ÎM-Ml - [gesrbcw.smg]
ji ф| Nç Trins?wm»1lûn< g>| î* fllj. J? P*nt Trwisfnri» ^Aj Ç "Л
¿¿мсломищц « È*Mu«p<tami AI
Tnislati: Roljtf . Allan -ft Show . Modr Free
ЯRtltùfe ч«чЩ|| Pùdtion р„„, - Parrot Ач *■ LûtfTrtWleim L %-;lil:r
ùk ^ ùiîùù
frit 7
В
РЮрнЬВ X
& Si 'i (i | s / i w
NtW , »
Todto Nam* [Adar На™ •
OA*
Cx>Kty m
$hnra«a L 617 41
ЕШ0(1 OW
EDVID
- Тыл
Show H&ut+s
Епяггги! ЙИ
tTW
feowth , C:\UmsJdfAjqD V
■^ИЛИЧЯ'»^ Ц- (J- ■|E№gi ■ л, И « '1 t>. □ l'» H ■ P
IKP
.....F
.ж......il №. is йт:........ж, s,. ж......и
, sm
Ш H U
Рис 8 - Интерфейс генератора в Solid Works Composer
Рис 9. Интерфейс при измерении зазора глубиномером в РошвгОиШв ИЭТР
Таким образом, система стандартизации в РФ и в мире имеет тенденции к цифро-визации, более визаулизированному представлению информации, обмену данными
в системе машинообучаемой среды и планомерной гармонизации, которая стирает границы между стандартами тех или иных стран. Данная специфика развития системы стандартизации, безусловно положительно влияет на автоматизацию процессов и производств а также уменьшению ошибок по причине человеческого фактора в процессе формирования документооборота, созданию единой мировой электронной базы стандартов, за исключением стандартов военных, которые конечно должны иметь конфиденциальный режим доступа.
Литература
1. АС 1.1.S1000DR-2014. Авиационный справочник. Международная спецификация на технические публикации, выполняемые на основе общей базы данных. ФГУП «НИИСУ» (2014).
2. Зерновой диктат. Электронный ресурс. URL http://www.stoletie.ru/territoriya_istorii/zernovoj_diktat_725.htm
3. Куницын А.В. Экономические отношения стран СЭВ с США. Изд-во "Наука, ", 1982 - 169 с/
4. Федин Б.В. Опережая время. Стандарты и качество. 2008. № 1. С. 12-15.
5. Василий Васильевич Бойцов Электронный ресурс. URL https://studref.com/438244/menedzhment/vasiliy_vasilevich_boytsov_1908199
6. В.А. Лапидус «Всеобщее качество (TQM) в российских компаниях». М.:ОАО «Типография «НОВОСТИ», 2002.
7. Богатов В.А. .Переход СМК организации на новую версию международного стандарта ISO 9001:2015, Обзор требований. Текст презентации. ФГУП «Тест - С. -Петербург, 10 - 11 ноября 2015
8. А. Шалаев. SMART-стандарты и цифровая стандартизация. Онлайн-конферен-ция «Машиночитаемые стандарты: перспективы применения в промышленности» 25 февраля 2021 года. С. 6
9. В. Волкодав. Цифровой нормативно-технический документ в строительстве. Применение в рамках автоматизации процессов проверки ИМ ОКС. Онлайн-конфе-ренция «Машиночитаемые стандарты: перспективы применения в промышленности» 25 февраля 2021 года. С. 45-46
10. Епифанцев К.В. Анализ программных пакетов, применяемых для автоматизации измерений//Альманах современной метрологии. 2021. № 3 (27). С. 167-181.
Development of a system of harmonization and digitalization of standards to increase the share of automated document in industry Epifantsev K.V.
St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation
The modern system of standardization in the Russian Federation has undergone a large number of changes due to the development of digitalization of document management, industrial technologies and online tracking of the state of the product after its release by the enterprise. In many ways, this is justified by the existing system of harmonization of standards and the use of an artificial intelligence system in the cataloging system of component parts. Also, for the possibility of systematic development of standards, the competition that has developed between GOST R type standards and technical regulations of the Customs Union serves. Competition, as you know, always allows you to get better products. No less important elements of standardization in the world are machine-readable standards, which, according to developers, should "explain" complex processes to specialists with visualized, multi- and media data. In addition, machine-readable standards must independently find a "common language" with machine interfaces, independently, without the participation of an operator, changing the old names of elements in the enterprise's mechanical engineering system to updated ones. This will be facilitated by artificial intelligence, which will reduce the labor costs of technical writers, norm controllers and specialists in the catologization of products. The transition to such standardization systems
was facilitated by the adoption and implementation in 2000 of the ASD S1000D standard (formerly AECMA S1000D) - a specification for the release of technical documentation using a common database of data mod-ules[1]. S1000D is based on XML technology. Keywords: Development of standardization system, digitalization of industry, harmonization of standards, machine-
readable standards, artificial intelligence, ISO, GOST, interactive manuals References
1. AC 1.1.S1000DR-2014. Aviation handbook. International specification for technical publications based on a
common database. FSUE NIISU (2014).
2. Grain dictate. Electronic resource. URL http://www.stoletie.ru/territoriya_istorii/zernovoj_diktat_725.htm
3. Kunitsyn A.V. Economic relations of the CMEA countries with the USA. Publishing house "Science", 1982 - 169
c /
4. Fedin B.V. Ahead of time. standards and quality. 2008. No. 1. S. 12-15.
5. Vasily Vasilyevich Boytsov Electronic resource. URL https://studref.com/438244/management/vasiliy_vasilevich_boytsov_1908199
6. V.A. Lapidus "Total Quality (TQM) in Russian Companies". M.: OAO "Printing house" NEWS ", 2002.
7. Bogatov V.A. .Transition of the organization's QMS to a new version of the international standard ISO 9001:2015, Review of requirements. Presentation text. FSUE "Test - St. Petersburg, November 10 - 11, 2015
8. A. Shalaev. SMART standards and digital standardization. Online conference "Machine-readable standards:
prospects for application in industry" February 25, 2021. S. 6
9. V. Volkodav. Digital regulatory and technical document in construction. Application within the framework of
automation of IM OKS verification processes. Online conference "Machine-readable standards: prospects for application in industry" February 25, 2021. pp. 45-46
10. Epifantsev K.V. Analysis of software packages used to automate measurements // Almanac of modern metrology. 2021. No. 3 (27). pp. 167-181.
