CC BY
135
Кочегаров И.И. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
В статье рассматриваются теоретические аспекты программной реализации системы управления жизненным циклом изделий при проектировании радиоэлектронной аппаратуры. Опиывается возможность применения для этих целей современной технологической платформы 1С:ПРЕДПРИЯТИЕ 8.2.
Основным понятием, вокруг которого строятся все стандарты CALS, является жизненный цикл (ЖЦ) изделия, который включает в себя одиннадцать этапов[1].
Программное обеспечение CALS-технологий должно выполнять функции, обеспечивающие создание и поддержку интегрирующей информационной среды для промышленных АС[2]:
функции управления данными, разделяемыми разными АС и подсистемами на этапах ЖЦ-изделий. Эти функции в настоящее время выполняют системы управления ЖЦ-изделий PLM. Внутри этапа проектирования управление проектными данными, разделяемыми разными подсистемами САПР, выполняют системы управления проектными данными PDM;
функции управления данными и программами в распределенной сетевой среде, включая функции защиты информации. Эти функции реализуются в технологиях распределенных вычислений, таких, как удаленный вызов процедур RPC, архитектура на основе посредников объектных запросов CORBA, объектная модель COM/DCOM, технология SOAP и др. Использование имеющихся систем распределенных вычислений позволяет разработчикам CALS-средств сконцентрировать усилия на решении специфичных задач и не тратить время на реализацию взаимодействия в сетевой среде;
программные средства логистической поддержки изделий, обслуживания сложной техники и обучения обслуживающего персонала правилам эксплуатации и ремонта изделий, создаваемыми в CALS-системах с помощью специальных инструментальных средств. Они служат не только целям обучения пользователей, но выполняют также функции автоматизированного заказа материалов и запасных частей, планирования и учета проведения регламентных работ, обмена данными между потребителем и поставщиком, диагностики оборудования и поиска неисправностей.
К программному обеспечению CALS-технологий следует отнести многочисленные средства поддержки моделирования и обмена данными с использованием языка Express, которые можно объединить под названием STEP-средства (STEP Tools). К STEP-средствам относятся редакторы, компиляторы, визуали-заторы, анализаторы, конверторы, связанные с языком Express. Редакторы помогают синтезировать и корректировать Express-модели. Анализаторы служат для синтаксического анализа и выявления ошибок, допущенных при написании модели. Анализатор входит в состав компилятора, который после анализа осуществляет трансляцию Express-моделей в ту или иную требуемую языковую форму. Визуализаторы генерируют графические представления моделей на языке Express-G. Конверторы используются для преобразования Express-моделей на основе языка Express-X.
Кроме того, к программному обеспечению CALS-технологий можно отнести средства поддержки языков SGML, XML, EDIF, ACT.
Например, с помощью программ ST-Developer компании STEP Tools реализую SDAI-интерфейс на языках С, C++, Java, IDL/Corba, интерфейс Express-моделей к SQL БД и графическим ядрам ACIS и Parasolid машиностроительных CAD-систем осуществляют тестирование Express-моделей, генерируют модели на языке Express-G
Ряд STEP-средств предлагает Национальный институт стандартов и технологий США (NIST). Это средства оперирования обменными файлами и Express-моделями трансляции моделей в C++ и IDL представления.
Компания Rational Rose предлагает транслятор Express-моделей в UML-представление.
Программные средства компании ЕРМ Technology AS характеризуются разнообразием выполняемых функций. Так, программа EDMdeveloperSeat поддерживает БД с Express-моделями, EDMvisualExpress осуществляет визуализацию моделей с помощью расширения языка Express-G, EDMmodelChecker служит для диагностики допущенных нарушений правил языка Express.
Технологии распределенных вычислений и их программное обеспечение используются, но не являются специфичными в CALS-приложениях. Поэтому основными компонентами ПО CALS являются системы PLM, PDM и интерактивные электронные технические руководства (IETM).
Системы PDM предназначены преимущественно для информационного обеспечения проектирования -упорядочения информации о проекте, управления соответствующими документами, включая спецификации и другие виды представления данных, обеспечения доступа к данным по различным атрибутам, навигации по иерархической структуре проекта. Системы, аналогичные PDM, но в большей мере ориентированные на управление информацией в системах ERP, часто называют системами EDM (Enterprise Data Management). В системах PLM поддерживаются информационные связи не только внутри САПР, с их помощью обеспечивается взаимодействие различных АС на протяжении всего ЖЦ-изделия.
В последнее время усилия многих компаний, производящих программно-аппаратные средства АС, направлены на создание систем электронного бизнеса (E-commerce). Основу развитых систем Ecommerce составляют средства PLM и СРС.
Среди систем E-commepce различают системы В2С и В2В.
Система В2С (Business-to-Customer) предназначена для автоматизации процедур взаимоотношений предприятия с конечными потребителями его продукции, чаще всего это взаимоотношения юридического лица с физическими лицами (покупателями товаров).
Однако значимость систем E-commerce отнюдь не определяется организацией электронной торговли путем размещения на сайтах Internet витрин товаров и услуг. Цель электронного бизнеса заключается в объединении в едином информационном пространстве информации, во-первых, о возможностях различных организаций, специализирующихся на предоставлении различных услуг и на выполнении тех или иных процедур и операций по проектированию и изготовлению заказанных изделий; во-вторых, о запросах на использование этих услуг и заказов на поставки изделий и полуфабрикатов. В отличие от В2С такие E-commerce системы называют системами В2В (Business-to-Business). Эти системы автоматизируют процедуры взаимодействия юридических лиц друг с другом, более конкретно, системы В2В автоматизируют процессы обмена информацией между компаниями-партнерами.
Возникает задача создания единого информационного пространства, в котором функционируют автоматизированные системы управления взаимодействующих предприятий.
Технология интегрированного информационного пространства и управления данными - технология взаимодействия производителей, поставщиков и покупателей на различных этапах ЖЦ-изделия, направленная на оптимальное удовлетворение потребностей заказчиков в продукции и услугах. Благодаря более высокой степени специализации предприятий, проектированию под заказ, комплексному учету затрат на проектирование, можно минимизировать временные и финансовые затраты при высоком качестве изделий. Чтобы использовать эти возможности, требуются системы PLM, главное назначение кото-
рых - обеспечивать информационную согласованность действий всех участников процесса создания продукции. В PLM учитывается, что число участников в цепи поставок может быть весьма значительным, причем состав участников непостоянен, а определяется исходя из конкретных задач и условий. Для эффективного управления процессами на протяжении всего жизненного цикла продукции все участники должны пользоваться доступными для правильного восприятия, интерпретации и исчерпывающе полными данными.
Именно системы PLM интегрируют данные, вырабатываемые и исполь зуемые системами CAD/CAM, ERP, SCM, CRM.
В большинстве АС для обменов данными внутри системы используют те или иные форматы, или не являющиеся унифицированными, или признанные в ряде систем лишь как стандарты де-факто. Языки типа Express используют для межсистемных обменов и представления часто встречающихся данных в общих БД; для выполнения роли внутренних форматов они неудобны. Поэтому в прикладные АС для связей с общей информационной CALS-средой должны быть включены конверторы для взаимных преобразований внутренних форматов данных в STEP-форматы. Такие конверторы также относят к программному обеспечению CALS-технологий.
В системах PDM разнообразие типов проектных данных поддерживается их классификацией и соответствующим выделением групп с характерным множествами атрибутов. Такими группами данных являются аспекты описания, т. е. описания изделий с различных точек зрения. Для большинства САПР машиностроения характерными аспектами являются свойства компонентов и сборок (эти сведения называют ВОМ - Bill of materials), модели и их документальное выражение (основными примерами могут служит чертежи, SD-модели визуализации, сеточные представления для конечно элементного анализа, текстовые описания), структура изделий, отражающая взаимосвязи между компонентами и сборками и их описаниями в разных группах.
Вследствие большого объема проектных данных и наличия ряда версий проектов в системах PLM и PDM должна быть развитая система поиска нужных данных по различным критериям.
Интеграция данных на ранних этапах развития систем PDM связывалась только с организацией сквозного проектирования изделий в рамках конкретной САПР. В настоящее время в связи с развитием CALS-технологий основным содержанием проблемы интеграции стало обеспечение интерфейса САПР с другими АС. Проблема решается с помощью поддержки типовых форматов, например, путем конвертирования данных из общепринятых форматов во внутренние представления конкретных САПР через стандартные интерфейсы взаимодействия (рис. 1) [3].
Рис. 1. Общая структура PDM-системы
Важным моментом при разработке новых систем касса PDM/РЬМ является наличие предметно-ориентированной среды разработки, позволяющей значительно сократить сроки разработки и внедрения. По многочисленным примерам из смежных областей (управленческая аналитика, бухгалтерский учет, обработка кадровых данных и т.д.) хорошим решением является разработка конечного приложения с использованием промежуточного «конструктора», ориентированного именно на требуемую предметную область, в отличие от универсальных языков программирования общего назначения (ЯОН). Один из минусов ЯОН в этом случае - большие затраты времени на создание специализированных процедур.
Одним из решений такого плана, существующих на рынке - платформы 1С:Предприятие 8.1[4].
1С:Предприятие является универсальной системой автоматизации экономической и организационной деятельности предприятия. Система 1С:Предприятие может настраиваться под особенностям конкретной области деятельности, в которой она применяется. Для обозначения такой способности используется термин «конфигурируемость», то есть возможность настройки системы на особенности конкретного предприятия и класса решаемых задач.
Это достигается благодаря тому, что 1С:Предприятие - это не просто программа, существующая в виде набора неизменяемых файлов, а совокупность различных программных инструментов, с которыми работают разработчики и пользователи. Логически всю систему можно разделить на две большие части, которые тесно взаимодействуют друг с другом: конфигурацию и платформу, которая управляет работой
конфигурации.
Существует одна платформа (1С:Предприятие 8) и множество конфигураций. Для функционирования какого-либо прикладного решения всегда необходима платформа и какая-либо (одна) конфигурация (рис. 2).
Рис. 2. Разделение на единую платформу и различные технологические решения
Итак, поскольку задачи автоматизации могут быть самыми разными, то выпускаются и создаются прикладные решения, каждое из которых предназначено для автоматизации одной определенной области человеческой деятельности.
В качестве примера существующих прикладных решений можно перечислить следующие типовые решения: 1С:Бухгалтерия, «Управление производственным предприятием» и ряд других.
Прикладное решение является, по сути, универсальными способно удовлетворить потребности самых разных предприятий, работающих в одной области деятельности. Такая универсальность неизбежно приведет к тому, что на конкретном предприятии будут использоваться далеко не все возможности прикладного решения, а каких-то возможностей в нем будет не доставать, ведь нельзя угодить всем.
Вот тут и выходит на передний план конфигурируемость системы, поскольку платформа, помимо управления работы конфигурацией, содержит средства, позволяющие вносить изменения в используемую конфигурацию. Более того, платформа позволяет создать свою собственную конфигурацию «с нуля», если по каким-либо причинам использование типовой конфигурации представляется нецелесообразным.
ЛИТЕРАТУРА
1. CALS. Поддержка жизненного цикла продукции: Руковод-ство по применению. - М. : Министерство экономики РФ; ГУП "ВИМИ", 2000.
2. Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования / И. П. Норенков. - М. : Изд-во
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006.
3. Кочегаров, И. И. Информационные технологии проектирования РЭС : учеб. пособие / - Пенза :
Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. - 96 с. : ил. - Библиогр. 8 9-90.
4. http://v8.1c.ru
