12 - 2005

На пути внедрения ИПИ-технологий

Юрий Маклаков

Переход к технологиям безбумажного документооборота, к технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла продукции (ИПИ-технологии) — это не дань моде, а условие повышения эффективности функционирования предприятий. При отсутствии инвестиций реализация таких проектов — задача крайне непростая. Она требует закупки компьютеров, программного обеспечения, создания новой структуры производственных отношений, подготовки и переподготовки специалистов, разработки новой нормативно-технической документации. Внедрением ИПИ-технологий на предприятии можно заниматься там, где для этого созданы необходимые и достаточные условия.

Задачи, выполняемые нашим предприятием, требуют применения новых программных разработок в названной области. Основными направлениями деятельности ФГУП «ВНИИ «Сигнал» (г.Ковров, Владимирской обл.) являются разработка, изготовление и внедрение сложной, наукоемкой техники.

Традиционно автоматизированная инфраструктура предприятия создается в несколько этапов. На начальном этапе это автоматизация труда работников, создание рабочих мест на наиболее «узких» направлениях, от которых в значительной мере зависит итоговый результат деятельности предприятия. На «Сигнале» такими направлениями являются разработка конструкторской документации на блоки электроэлементов, на электронные и электромеханические приборы, а также трехмерное моделирование данных изделий.

Для реализации начального этапа нам требовалось привлечение программно-аппаратных средств, позволяющих осуществлять:

• на этапе рабочего проектирования — расчет характеристик и моделирование отдельных узлов изделия, что снижает потребности в макетировании;

• на этапе разработки конструкторской и технологической документации — применение сквозного электронного проектирования, упрощение документооборота путем перехода на безбумажные технологии;

• на этапе эксплуатации наших изделий — интерактивные электронные технические руководства, которые должны обеспечивать максимальную визуализацию процесса обучения персонала правилам эксплуатации, поиска и устранения неисправностей.

Детально проанализировав названные задачи, а также возможные «подводные камни», которые могли возникнуть в процессе работы, мы составили план автоматизации. В первую очередь предусматривалось внедрение системы автоматизированного проектирования по разработке и выпуску КД. Далее необходимо было установить САПР технологической подготовки производства, автоматизировав выпуск технологической документации на основе электронных конструкторских документов. И наконец, следовало внедрить систему учета, хранения, обращения и корректировки конструкторской документации, разработанной в электронном виде.

Проект пульта управления в системе ЛОЦМАН:PLM

Проект пульта управления в системе ЛОЦМАН:PLM

Началось также изучение вопроса связи САПР с решениями по автоматизации административно-хозяйственной деятельности, включая все службы предприятия. Не стоит забывать, что оснащение программным обеспечением подразделений строится на базе локальной вычислительной сети, создание которой и стало одной из важнейших задач. Логическим завершением работ должно было стать создание на предприятии электронного архива, решение вопросов электронной подписи, обмена электронной документацией со смежниками.

Приняв этот план, «Сигнал» встал на путь перехода на безбумажную электронную технологию по международным стандартам Product Lifecycle Management (PLM).

Юрий Маклаков (справа) получает приз «За лучший проект электромеханического устройства»

Юрий Маклаков (справа) получает приз «За лучший проект электромеханического устройства»

Естественно, работы по плану начинались не с нуля. На предприятии на всех этапах разработки приборов (функциональное моделирование, схемотехника, конструирование, проектирование печатных плат, прочностные и прочие расчеты) давно и успешно использовались компьютеры, однако эти рабочие места были разрозненными.

При выборе программного обеспечения мы ориентировались на его соответствие направленности предприятия, возможность его совершенствования и по технологии, и по масштабу работ. Наши требования к ПО являются сходными с требованиями многих российских заводов. Программные средства должны были соответствовать следующим требованиям:

• быть русифицированными, что значительно облегчает работу конструкторов и технологов;

• удовлетворять нормам стандартов ЕСКД, ЕСТД;

• быть простыми в освоении и обладать интерфейсом пользователя, приближенным к процессу проектирования;

• иметь развитые средства обмена данными с другими САПР;

• сопровождаться технической и консультационной поддержкой со стороны разработчика;

• оптимально сочетать цену и качество.

Руководствуясь изложенными требованиями, специалисты ФГУП «ВНИИ «Сигнал» приступили к выбору конкретных систем. После подробного анализа был сделан вывод о том, что большинство задач может с успехом решить пакет САПР КОМПАС компании АСКОН, имеющей огромный опыт реализации подобных проектов.

Мы подробно изучили основные слагаемые комплекса. Специалисты оценили функциональные возможности и структуру системы управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM, являющейся хранилищем информации об изделии и обеспечивающей прозрачный информационный обмен с ERP-системами.

Модель двигателя

Модель двигателя

Модель двигателя

Нам понравилось, что ЛОЦМАН:PLM не предъявляет завышенных требований к производительности компьютеров. Система легко масштабируется по мере подключения новых пользователей — мы не выявили никаких ограничений. Мы ознакомились и положительно оценили справочники материалов и сортаментов, стандартных изделий, используемых при комплектовании сборочных единиц, справочники единиц измерений, оборудования и инструмента. Базовыми САПР были выбраны КОМПАС-График и КОМПАС-3D.

Что касается интерактивных электронных руководств, то средства для их создания предоставляет еще один компонент комплекса — КОМПАС-Каталог.

КОМПАС-Автопроект должен был взять на себя всю технологическую часть автоматизации, включая создание полного перечня технологической документации: карт эскизов, маршрутных, операционных, маршрутно-операционных карт и т.д. Туда же входят дополнительные модули технологических расчетов и формирование отчетов.

Внедрение электронных технологий на многих предприятиях происходит примерно по одному и тому же сценарию. В первую очередь компьютеризируется работа на отдельных, наиболее критичных участках предприятия: бухгалтерский учет, проектирование и конструирование изделий, разработка технологических процессов, управление производством и финансами. Так было и у нас. До определенного момента мы действовали по принципу «гаси там, где горит» — на первых порах это давало результаты.

Однако с ростом объемов оперативной информации начали возникать новые проблемы. Эффективность деятельности падала из-за несогласованности данных, поступающих от разных систем, из-за их недоступности в нужное время, из-за дискретности производственных процессов. Планирование работ по внедрению ИПИ-технологий стало шагом к исправлению ситуации. Однако нужно было решать, как правильно распорядиться трудовыми ресурсами при внедрении — привлекать ли внешних внедренцев или все делать самим? Конечно вариант, предусматривающий использование прежде всего своих собственных высококвалифицированных ключевых специалистов, гораздо более экономичен. Но так ли он эффективен, как кажется?

Модель пульта управления и механизма наведения (разнесенный вид)Модель пульта управления и механизма наведения (разнесенный вид)

Модель пульта управления и механизма наведения (разнесенный вид)

Модель пульта управления и механизма наведения (разнесенный вид)

Любая стратегия требует взгляда со стороны, анализа среды, в которой придется работать. Такую работу лучше выполнит внешний консультант либо научит, как это грамотно сделать. Мы выбрали разумное сочетание сил специализированной компании АСКОН и собственных сотрудников.

Для внедрения системы сквозного проектирования на ФГУП «ВНИИ «Сигнал» была сформирована рабочая группа, состоящая из ведущих специалистов предприятия. Создание локальной вычислительной сети, сопровождение ПО и обслуживание средств вычислительной техники также было поручено специализированному отделу предприятия.

Внедрение началось с оснащения программными средствами и вычислительной техникой конструкторских и технологических отделов, с организации выпуска документации с помощью новых САПР.

Наша ЛВС с единым сервером, объединяющая абонентов САПР, пока проходит опытную эксплуатацию. Эта структурированная кабельная система, выполненная витой парой, обеспечивает гарантированную пропускную способность до 100 Мбит/с. Протяженность сети — более 1000 м. Сеть проходит по основным корпусам предприятия и уже объединяет около 60 абонентов в отделах: конструкторских, технологических, тематических; в будущем количество абонентов планируется увеличить.

После создания аппаратной базы для коллективной работы специалисты АСКОН провели предпроектное обследование предприятия, после чего была установлена и запущена в действие система ЛОЦМАН:PLM. Сегодня проводится обучение системных администраторов, идет подготовка к выполнению пилотного проекта по технологии сквозного проектирования.

Модель устройства обработки информацииМодель устройства обработки информации

Модель устройства обработки информации

Мы не останавливаемся на достигнутом, выбирая и подключая к комплексу новые компоненты. Для сквозного проектирования блоков электрорадиоэлементов приобретен пакет РСАD 2002, обеспечивающий автоматизированную разводку печатных плат на основе электрической принципиальной схемы. Проводится опытная эксплуатация пакета программ для расчетов конструкций APM WinMachine.

Посмотрим на результаты работы наших конструкторов, которые демонстрировались на Конкурсе АСов КОМПьютерного 3D-моделирования. В этом году предприятие представило три проекта: двигатель, пульт управления и устройство обработки информации. Модель пульта управления победила в номинации «За лучший проект электромеханического устройства». В ходе разработки была создана параметрическая элементная база для электромеханических приборов данного класса, что позволило в короткие сроки спроектировать пульт управления уже для другого изделия. На основе трехмерной модели выполнен полный перечень конструкторской документации (чертежи сборок и деталей, спецификации). Структурированное хранение инженерных данных ведется в ЛОЦМАН:PLM, на основе состава изделия сгенерированы ведомости спецификаций и покупных изделий. При построении модели, содержащей 440 деталей, были использованы практически все функциональные возможности КОМПАС, включая КОМПАС-Shaft 3D и КОМПАС-Spring. Информация о модели применена при проектировании технологии изготовления в КОМПАС-Автопроект. Сегодня пульт и устройство обработки информации выпускаются на предприятии серийно, изготовлен также опытный образец двигателя. Таким образом, результаты конкурса подтвердили правильность нашей стратегии автоматизации.

Сегодня подготовительные работы по построению единого информационного пространства можно считать завершенными. Следующим этапом будет создание баз данных и отработка технологий сквозного проектирования. Это позволит в ближайшей перспективе повысить качество документации при одновременном сокращении сроков ее разработки. На предприятии будет также введен регламент использования новой системы — правила, инструкции и СТП.

Рекомендации ФГУП ПО «Сигнал» по внедрению ИПИ-технологий на предприятиях г.Коврова:

1. Создание единого информационного пространства «Заказчик — Разработчик — Предприятия-поставщики — Потребитель» в соответствии с ИПИ-стандартами.

1.1. Внедрение корпоративных стандартов на автоматизированный обмен технической информацией в соответствии с ИПИ-стандартами, в том числе разработка стандарта предприятия «Принципы автоматизированного обмена технической информацией» (регламентирует применяемые форматы данных, маркировку, идентификацию электронных документов при обмене данными через Глобальную сеть или при помощи электронных носителей).

1.2. Внедрение корпоративной стратегии подготовки и использования электронной документации на изделие, передаваемой потребителю в соответствии с ИПИ-стандартами, в том числе разработка стандарта предприятия «Подготовка интерактивных электронных технических руководств по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту изделий».

1.3. Разработка и внедрение корпоративных стандартов по организации процессов компьютерного проектирования и подготовки производства, в том числе стандарта предприятия «Организация процессов компьютерного проектирования и технологической подготовки производства».

1.4. Разработка концепции информационно-управляющей системы каталогизации.

1.5. Разработка концепции информационной безопасности.

1.6. Разработка концепции Единой системы управления контрактами.

2. Внедрение современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия.

2.1. Внедрение интегрированной среды проектирования.

2.2. Проведение комплексного внедрения ЕRР-систем.

2.3. Внедрение программно-технических средств, обеспечивающих обмен данными и их совместное использование предприятиями города.

2.4. Внедрение информационно-управляющей системы каталогизации.

2.5. Внедрение телекоммуникационной системы передачи информации между предприятиями.

3. Организационная поддержка процессов внедрения информационных технологий, предусматривающая организацию взаимодействия предприятий по комплексному внедрению ИПИ-технологий.

Недостающим звеном в цепочке информационных систем предприятия остаются программы для создания управляющих программ для станков с ЧПУ. Мы уже определили требования к такому ПО, ведем тестирование различных систем.

Мы рассказали о непростом этапе подготовки к реализации стратегии ИПИ-технологий, который был успешно осуществлен в сотрудничестве со специалистами АСКОН. Результатом стал единый комплекс программ, охватывающий три направления: проектирование, технологическую подготовку производства и инженерный документооборот. Это дало нам возможность избежать целого ряда проблем, возникающих на стыке функционирования систем различных поставщиков. Работы по проекту позволили предприятию приобрести ценный опыт, который мы обобщили в рекомендациях по координации внедрения ИПИ-технологий на предприятиях нашего города.

Юрий Маклаков

Начальник СКО ФГУП «ВНИИ» Сигнал».

В начало В начало

САПР и графика 12`2005