Корпоративная система управления НСИ Semantic

Андрей Андриченко (К.т.н.,председатель совета директоров ЗАО «SDI Solution»)

Данный материал является продолжением статей «Управление справочными данными: аналитический обзор рынка» и «Принципы построения семантических MDM-систем», опубликованных в апрельском и майском номерах журнала «САПР и графика» за текущий год.
Настоящая публикация посвящена описанию функциональности новой корпоративной системы управления НСИ Semantic применительно к специфике машиностроительного производства.

Компания SDI Solution информирует о выпуске новой системы управления нормативно­справочной информацией Semantic, обеспечивающей централизованное хранение и сопровождение корпоративной справочной информации на машиностроительных и приборостроительных предприятиях (рис. 1). Система может использоваться и как самостоятельное приложение — интеллектуальное хранилище справочных данных с базовым наполнением, реализующее функции информационно­поисковой системы, и как поставщик нормативно­справочной информации (НСИ) внешним приложениям: САПР, PDM, ERP и др.

Классификаторы материалов, оборудования, оснастки и т.д. — это стратегический актив компании, который используют все производственные подразделения в процессе постоянного информационного обмена. Автоматизированные системы от различных поставщиков создают собственные версии баз данных НСИ, что приводит к их многочисленному дублированию на предприятии. Необходимость синхронизации фрагментированных баз данных НСИ необоснованно повышает стоимость владения ПО и снижает эффективность внедрения информационных систем.

Создание единой централизованной системы управления НСИ преследует достижение следующих бизнес­целей:

• уменьшение затрат на сопровождение НСИ за счет унификации сервисов и централизованного хранения корпоративной справочной информации предприятия;
• снижение трудоемкости интеграции информационных систем за счет устранения перекрестной синхронизации справочных данных;
• повышение качества и достоверности НСИ за счет унификации моделей справочных данных и разработки корпоративных регламентов ведения НСИ;
• увеличение уровня ответственности и надежности процессов управления НСИ за счет введения корпоративных стандартов классификации и кодирования.

В отличие от традиционных MDM­систем, ориентированных в первую очередь на управление данными о продукции и клиентах, система Semantic настроена на машиностроительное производство и позволяет учесть его специфику в области проектирования, управления и принятия решений.

Рис. 1. Система управления НСИ Semantic

В базе данных Semantic содержится большое количество специализированных машиностроительных справочников: классификаторы основных и вспомогательных материалов, технологических операций и переходов, паспортные данные более 2 тыс. моделей оборудования для механообработки, штамповки, термообработки, сварки, около 60 тыс. типоразмеров гостированного режущего, вспомогательного, измерительного инструмента и стандартные изделия (рис. 2) — всего более 200 тыс. иллюстрированных машиностроительных объектов НСИ. Справочники, входящие в базовую поставку, опираются на классификацию, закрепленную отечественными стандартами.

Рис. 2. Объекты машиностроительного производства в Semantic

Система управления НСИ Semantic является составной частью комплекса автоматизации конструкторско­технологической подготовки производства (КТПП). База данных НСИ — это фундамент информационной инфраструктуры каждого предприятия. Интеграция различных прикладных систем подразумевает, что данные о машиностроительной продукции, электронные модели изделий и технологические процессы их изготовления подлежат совместному использованию и обмену только в том случае, если как отправитель, так и получатель применяют одни и те же справочные данные (рис. 3).

Рис. 3. Комплекс систем автоматизации КТПП

Система управления НСИ Semantic позволяет:

• обеспечивать централизованное и стандартизованное хранение и ведение НСИ;
• поддерживать бизнес­процессы управления НСИ: ввод данных, актуализацию, создание заявок на изменение или ввод данных, утверждение и контроль, включая ведение истории изменения и использования данных;
• создавать средствами администрирования собственные справочники непосредственно на предприятии;
• обеспечивать репликацию справочных данных в территориально распределенной иерархической структуре предприятия;
• хранить данные на SQL­сервере под управлением одной из следующих СУБД: Oracle, MS SQL Server или FireBird;
• производить многокритериальный и семантический поиск в массиве справочной информации;
• разграничивать ролевые права доступа, производить аутентификацию и авторизацию пользователей системы;
• поддерживать разные точки зрения на объекты НСИ в контексте подразделений, ролей пользователей и бизнес­процессов;
• вести архив нормативно­технической документации, ассоциированной с объектами НСИ;
• предоставлять сервисы внешним приложениям в виде API­функций (COM­сервер Semantic реализует порядка 700 API­функций);
• оперативно обновлять НСИ по запросам потребителей и осуществлять контроль корректности вводимых данных;
• осуществлять обмен сообщениями между пользователями системы;
• вести журнал активности пользователей: вход, выход из системы, производимые действия.

Пользователям предоставлены гибкие инструменты настройки, с помощью которых можно вносить изменения в существующую модель данных, модифицировать уже имеющуюся и добавлять новые справочники произвольной структуры.

Универсальность системы Semantic позволяет использовать ее в различных областях:

• классификация материально-технических объектов;
• электронный архив нормативно-технической документации;
• информационно-поисковая система;
• каталогизация продукции и т.д.

Интерфейс системы

В системе Semantic применяется современный интерфейс, ставший стандартом для интернет­браузеров. Он позволяет одновременно открывать несколько справочников на различных вкладках приложения. Отображение информации осуществляется в едином универсальном окне, которое модифицирует свой интерфейс в зависимости от типа выводимой информации: справочники, настройки, избранное, поиск, стартовая страница, специализированные справочники и т.д.

Система сохраняет персональный список последних открытых справочников и набор часто используемых объектов в личных папках пользователей; позволяет редактировать значения атрибутов непосредственно на сетке данных; реализует контроль вводимых значений: ввод данных по маске, обязательные атрибуты, проверка значений по алгоритмам, настраиваемым в скриптах.

Объектная модель Semantic поддерживает следующие типы атрибутов:

• действительное число, целое, число с отклонениями;
• строка, текст, время/дата;
• изображение, диапазон, цвет;
• вычисляемая строка и число.

Встроенный справочник измеряемых величин позволяет отображать числовые значения атрибутов в требуемой единице измерения.

При описании технических характеристик объектов НСИ часто используются специальные символы. В режиме редактирования текстовой строки система позволяет производить вставку необходимых обозначений: диаметр, угол, отклонения, квалитет, шероховатость и т.д. из специально разработанного шрифта (рис. 4).

Рис. 4. Специализированный технологический шрифт SDISymbols

Материально­технические объекты машиностроительного производства обладают большим количеством параметров различного назначения. Система Semantic позволяет группировать атрибуты объектов по функциональным признакам, что облегчает их просмотр и редактирование (рис. 5). Предусмотрено встраивание одного информационного объекта в другой и отображение атрибутов агрегированного объекта в отдельной группе.

Рис. 5. Группирование атрибутов по функциональному признаку

Все машиностроительные объекты, хранящиеся в базе данных НСИ, определенным образом связаны друг с другом в контексте производственного процесса. Сеть взаимосвязанных объектов облегчает поиск требуемой информации, поскольку в качестве критериев отбора могут выступать не только характеристики объектов, но и взаимосвязи между ними.

Система предоставляет удобный диалоговый интерфейс, позволяющий просматривать и редактировать смысловые связи объектов. Связи устанавливаются на уровне: «объект — объект», «объект — классификационная группа», «группа — группа» (рис. 6).

Рис. 6. Связывание объектов НСИ

Работа с документами

Система управления НСИ Semantic может использоваться в качестве электронного архива нормативно­технической документации. К каждому объекту БД НСИ: оборудование, оснастка или материал — можно подключать документы и файлы различных типов, в любом количестве и объеме:

• инструкции, ГОСТы, паспортные данные, методики, отчеты;
• технологические процессы изготовления;
• слайды, чертежи, 3D­модели, схемы и планировки;
• аудио­, видео­ и фотоматериалы.

Система позволяет просматривать и редактировать документы ассоциированными приложениями (рис. 7). Опционально можно выбирать различный тип размещения документов: серверная база данных или файловый архив. Последний способ применяется для файлов больших размеров, например видеоматериалов.

Система позволяет производить быстрый поиск требуемых документов по наименованию, типу, размеру, дате создания и дате изменения как во всей базе данных, так в определенном каталоге или его подразделе.

Рис. 7. Архив нормативно-технической документации и 3D-моделей

При размещении документа в базе данных ему автоматически присваивается глобальный уникальный идентификатор (GUID) и запоминается хеш­образ файла, по которому всегда можно проверить целостность хранимой информации и определить наличие аналогичного файла в базе НСИ. С помощью этого механизма система предотвращает дублирование файлов в архиве.

Semantic поддерживает многопользовательский режим работы. В режиме CheckOut/CheckIn (Взять в работу и заблокировать файл/Вернуть в архив и разблокировать) осуществляется защита редактируемого документа от изменений другими пользователями. Сохраняются копии измененных документов с возможностью вернуться к ранней версии, ведется протоколирование истории изменения.

Многокритериальный и семантический поиск

Semantic позволяет с высокой скоростью осуществлять поиск данных в массиве справочной информации. Поиск может производиться по всей базе данных, по определенному справочнику или в пределах указанной классификационной группы. В качестве критериев поиска используются значения атрибутов объектов и ассоциированных с ними документов. Популярные варианты поиска объектов можно персонифицированно сохранять в базе данных для их последующего использования.

В системе реализован инкрементный, полнотекстовый, многокритериальный и семантический поиск.

Инкрементный поиск — это наиболее простой вид поиска, который позволяет быстро позиционироваться на требуемой записи. При каждом нажатии клавиши происходит уточнение строки поиска и перемещение курсора на нужную запись.

Semantic реализует режим быстрого поиска. В поисковом окне вводится текстовая строка, по которой производится выборка записей в текущем справочнике. В дереве справочника остаются только те объекты, наименования которых включают искомое текстовое значение.

В режиме многокритериального поиска создается группа условий выборки данных, которая может сочетать атрибуты различных типов. Возможный список критериев определяется справочником, в котором производится поиск. Для значений строковых атрибутов применяются условия точного или частичного совпадения. Для значений числовых атрибутов используются условия: равно, не равно, больше, меньше (рис. 8).

Рис. 8. Многокритериальный поиск объектов НСИ

Система реализует семантический поиск объектов, в котором используются как параметры искомого объекта, так и правила его совместимости с другими объектами базы данных НСИ. Данный вариант поиска позволяет существенно ограничить область требуемого решения, поскольку учитывает логику взаимосвязей объектов, заложенную в модель данных. Например, одним из ограничений при выборе режущего инструмента может служить материал обрабатываемой детали и металлорежущий станок. Семантический поиск в первую очередь востребован в САПР, поскольку сокращает время подбора объектов при проектировании.

Импорт/экспорт данных

Импорт и экспорт данных в Semantic осуществляются на основе файлов формата XML и XLS. В случае территориально распределенной структуры предприятия и невозможности по каким­либо причинам работать с единой базой данных НСИ система позволяет осуществлять удаленный обмен данными с их последующей консолидацией через указанные форматы файлов.

В системе предусмотрен механизм, позволяющий выгружать во внешний формат объекты НСИ, которые были созданы или изменены в базе данных за определенный период времени. В момент консолидации данных возникает проблема уникальности идентификаторов объектов.

При создании нового объекта в базе данных ему автоматически присваивается сгенерированный системой в соответствии со стандартом Microsoft глобальный идентификатор GUID (Globally Unique Identifier). Вероятность его повторной генерации практически исключена. При слиянии баз данных эти идентификаторы объектов всегда будут уникальны в пределах единой базы данных НСИ, что позволяет однозначно идентифицировать объекты и объединять записи, создаваемые в удаленных центрах компетенции.

Клиентские приложения, используя соответствующие API­функции, могут получать полную информацию об объекте из Semantic, указав только его глобальный идентификатор GUID и имя класса. SQL­запросы в этом случае не применяются, поэтому все внешние приложения, работающие с Semantic, не зависят от физической организации базы данных НСИ. При изменении структуры данных или замене SQL­сервера их программный код остается неизменным.

Конфигуратор модели данных

Объектная модель данных, в отличие от реляционной (табличной), представляет собой более совершенную форму организации данных. Она содержит в себе информацию не только о физической структуре данных, но и логику поведения и взаимодействия объектов.

Применение объектной модели избавляет пользователей, ответственных за ведение НСИ, от необходимости разбираться в базе данных на физическом уровне. Всю работу по организации структуры данных берет на себя специализированное приложение — конфигуратор модели, позволяющий оперировать такими общедоступными понятиями, как объект, класс, атрибут, метод (рис. 9). Работа с конфигуратором объектной модели данных не требует от администратора Semantic каких­либо специальных навыков программирования или администрирования SQL­серверов.

Рис. 9. Конфигуратор объектной модели данных

Администратор системы может вносить изменения в существующую модель данных Semantic. Средства конфигурирования системы позволяют:

• модифицировать имеющиеся справочники: добавлять в них новые классы, атрибуты и методы;
• назначать группам пользователей права доступа к данным;
• настраивать группировку атрибутов по функциональному признаку;
• создавать новые справочники произвольной структуры (без необходимости создания физических таблиц в базе данных);
• удалять существующие справочники и их разделы;
• объединять справочники в группы;
• с помощью скриптовых языков создавать вычисляемые атрибуты и методы классов.

Вычисляемые атрибуты в Semantic — это мощное средство для работы с данными. Их значения не хранятся в базе данных, а определяются в момент обращения к ним на основе значений других атрибутов, принадлежащих текущему или любому другому объекту НСИ. Чаще всего вычисляемые атрибуты используются при формировании сложного имени объекта, состоящего из значений нескольких атрибутов, перечисляемых в определенной последовательности: «2141­0551 Резец расточной 12x12 R1 Р6М5 ГОСТ 18873­73». Это наименование отображается в дереве классификации, и по нему может быть произведен быстрый поиск объектов.

Методы класса реализуют логику поведения объектов, связанную с их прикладной функциональностью. Они также определяют действия системы в момент визуализации, редактирования или удаления объектов, позволяют проверять вводимые пользователем значения атрибутов. Методы классов могут содержать настраиваемые правила фильтрации, которые задают условия поиска объектов с учетом их совместимости с другими объектами.

Права доступа и безопасность данных

Система управления НСИ Semantic позволяет разграничивать ролевые права доступа, производить аутентификацию и авторизацию пользователей системы в соответствии с их принадлежностью к определенной группе: администраторы, технологи, конструкторы и т.д.

Конфигуратор модели данных позволяет назначать права пользователей на просмотр, редактирование и удаление следующих системных объектов: группы справочников, справочники, классы, атрибуты и методы классов.

На уровне атрибутов определяются права на редактирование и просмотр, что позволяет реализовать различные точки зрения пользователей на объекты НСИ в контексте их ролей. Пользователи из разных групп при работе с системой увидят только те справочники и атрибуты объектов, которые им необходимы и на которые у них есть права доступа.

Специальным модулем Semantic ведется журнал активности пользователей, регистрируется время их входа и выхода из системы, а также действия, производимые по каждому объекту НСИ (рис. 10).

Рис. 10. Форма регистрации и управления пользователями

Заключение

Корпоративная система управления нормативно­справочной информацией Semantic обеспечивает централизованное хранение и предоставление НСИ в стандартизованном виде всем заинтересованным пользователям и автоматизированным приложениям.

Систему управления НСИ Semantic необходимо рассматривать как единый язык общения прикладных информационных систем, совокупность методик ведения и поддержки корпоративных справочников, а также ряда технологических решений для создания единого информационного пространства предприятия.

Semantic обеспечивает не только консолидацию, доступ и централизованное хранение данных, но также анализ и принятие решений на основе заложенных в систему знаний о поведении и взаимодействии технических объектов.

Приложение основано на уникальном многолетнем опыте работы команды разработчиков компании SDI Solution в области дискретных производств.

САПР и графика 6`2011