В июне текущего года компания SolidWorks-Russia выпустила новую версию системы управления инженерными данными — SWR-PDM 3.0, в которой реализована новая система поиска документов и изделий, усовершенствованы модули интеграции с САПР SolidWorks, SWR-Workflow и SWR-Спецификация, появилась возможность самостоятельной разработки и подключения пользовательских добавлений к SWR-PDM, в комплект поставки включен набор шаблонов документов SolidWorks, настроенных для работы с SWR-PDM согласно требованиям ГОСТ и др. Подробнее о возможностях SWR-PDM версии 3.0 можно прочитать на веб-сайте компании SolidWorks-Russia: www.solidworks.ru. В данной статье рассказывается о принципах построения, функциональных возможностях и основных преимуществах SWR-PDM 3.0.

SWR-PDM — система управления данными об изделиях

SWR-PDM является системой класса PDM (Product Data Management) и предназначена для эффективного управления информацией об изделиях на протяжении всего их жизненного цикла (Product Life Cycle Management, PLM). SWR-PDM обеспечивает информационную поддержку деятельности конструкторско-технологических бюро машиностроительных предприятий и используется как основа единого информационного пространства (ЕИП) предприятия для сбора, хранения и предоставления актуальной информации сотрудникам разных структурных подразделений. В SWR-PDM реализованы важнейшие технологии, позволяющие внедрить и успешно использовать технологии CALS (ИПИ). SWR-PDM может применяться в различных целях: для управления коллективной разработкой документации и электронного описания изделия, для ведения архива подлинников, выполненных как в электронном виде, так и на бумаге. Простота освоения SWR-PDM обеспечивается благодаря современному графическому интерфейсу, в котором реализованы новейшие возможности Windows.

Рис. 1. SWR-PDM позволяет создать на предприятии единую информационную среду разработки изделий любой степени сложности и назначения

В настоящее время систему SWR-PDM в своей работе используют: ОАО «Корпорация “Тактическое ракетное вооружение”» (г.Королев), ГУП «Конструкторское бюро приборо-строения» (г.Тула), ФГУП «УКБТМ» (г.Нижний Тагил), ОАО «НИИ Стрела» (г.Тула), ФГУП НПП «Геофизика-Космос» (г.Москва) и еще более ста ведущих предприятий России и стран СНГ.

SWR-PDM позволяет создать на предприятии единую информационную среду разработки изделий (рис. 1), ресурсами которой могут пользоваться все заинтересованные службы: отделы главного конструктора и главного технолога, отдел технической документации, службы снабжения, маркетинга и сбыта, представители заказчика и др. Для обеспечения этой возможности в SWR-PDM реализована концепция единого хранилища документов, что позволяет легко применять документ в нескольких проектах, получать специализированные для разных служб и отдельных пользователей представления проекта, создавать библиотеки типовых решений и обеспечивать возможность коллективной работы над одним или разными проектами.

Архитектура SWR-PDM позволяет одновременно использовать несколько отдельных тематических хранилищ документов. Например, можно создать рабочий архив предприятия, хранилище документации для вспомогательного производства, специализированное хранилище для коллективной работы над отдельным проектом, индивидуальные хранилища для рабочих групп или пользователей. Для доступа и работы в этих хранилищах применяется единое клиентское приложение SWR-PDM. Здесь можно провести аналогию с Microsoft Explorer, который позволяет подключиться к различным серверам в сети Интернет.

Электронное хранилище документов

Электронное хранилище служит для физического хранения электронных документов, изготовленных с помощью различных программ MS Office, CAD-систем, графических пакетов и пр. Электронный документ представляет собой структурированный набор данных, содержащий реквизитную часть, содержательную часть и электронную цифровую подпись. Хранилище SWR-PDM реализует физическую, прикладную среду обмена информацией между различными специалистами, представляет собой богатый информационный ресурс предприятия и обеспечивает основу для организации коллективной работы и внедрения ЕИП.

Классификация документов

SWR-PDM обеспечивает работу с любыми форматами данных и имеет средства классификации по видам документов (файлов), например, в соответствии с ГОСТ 2.102 «Виды и комплектность конструкторских документов как в официальной редакции, так и в предлагаемой новой с учетом электронных документов». Иерархическая структура классов с наследованием атрибутов предоставляет гибкие возможности для классификации документов и настройки согласно СтП, действующим на предприятии.

Классификация позволяет более эффективно обрабатывать большие объемы данных, например быстрее находить документы и изделия в хранилище благодаря сужению области поиска до объектов одного класса. В системе поиска SWR-PDM используется индексация всех объектов, имеющих атрибуты, благодаря которым время выполнения запроса не превышает нескольких секунд. Система классификации позволяет обеспечить тематическую группировку электронных документов независимо от того, в каких программах они были созданы, то есть увеличивает гибкость модели данных и способность SWR-PDM к одновременной интеграции с различными САПР и другими информационными системами.

Рис. 2. Классификация документов в SWR-PDM

Рис. 2. Классификация документов в SWR-PDM

При добавлении документов или изделий в хранилище SWR-PDM позволяет назначить им определенный класс (рис. 2). Назначение класса может быть выполнено автоматически на основе типа документа или его свойства. Например, чертежу, сделанному в SolidWorks, при сохранении в PDM-системе может присваиваться класс «Чертеж». Атрибуты этого нового документа будут автоматически извлечены из свойств файла чертежа.

Определяя класс, администратор системы задает список атрибутов, которые будут иметь все объекты данного класса. В дополнение к атрибутам класса каждый отдельный объект может иметь любое количество дополнительных (пользовательских) атрибутов. В свою очередь, классы могут быть сгруппированы с помощью родительских классов. В результате документ получает все атрибуты, заданные в собственном классе, а также все атрибуты родительских классов.

Атрибуты и система поиска

SWR-PDM предоставляет возможность поиска документов по атрибутам (рис. 3) и системным свойствам. Условия запросов можно сохранять для последующего использования. Запросы могут быть довольно сложными, с применением логических операций «и/или» для условий на системные атрибуты, атрибуты класса, а также произвольно заданные характеристики объектов. Результаты поиска отображаются в виде дерева объектов, удовлетворяющих условию запроса.

Рис. 3. Результаты поиска документов по заданному атрибуту

Рис. 3. Результаты поиска документов по заданному атрибуту

Управление доступом к документам, изделиям, проектам

Система разграничения доступа SWR-PDM предоставляет эффективные средства для управления доступом к информационным ресурсам хранилища. Система имеет объектную архитектуру и способна независимо управлять доступом к каждому объекту (документу или изделию). SWR-PDM позволяет большому количеству пользователей с разными полномочиями хранить и обрабатывать документы в едином хранилище независимо от остальных пользователей, предоставляя или запрещая доступ к данным со стороны других пользователей. Наряду с этим SWR-PDM дает возможность одновременно хранить документы различного уровня секретности: документы общего доступа, секретные документы, совершенно секретные документы и т.д. Список уровней доступа настраивается администратором защиты.

Система разграничения доступа (рис. 4) реализована так, что при повседневной работе пользователи не должны замечать, что любое обращение к любому объекту проходит проверку на соответствие установленным правам доступа. Списки прав доступа можно задавать на каждый документ отдельно. При создании документа на него автоматически задается такой доступ, чтобы создатель имел все права.

Рис. 4. Разграничение доступа в SWR-PDM

Рис. 4. Разграничение доступа в SWR-PDM

Система разграничения доступа предназначена для реализации определенных администратором защиты правил на выполнение операций пользователями над объектами хранилища. Для этого все сущности информационной системы SWR-PDM разделены на две категории: субъекты и объекты. Субъекты являются активными сущностями, а объекты — пассивными. Субъекты выполняют операции над объектами, а ядро системы разграничения доступа на основании установленных в системе правил принимает решение о разрешении или отклонении запроса на доступ.

В SWR-PDM управление доступом не является полностью централизованным, сосредоточенным в руках только администратора — каждый пользователь (конструктор, руководитель проекта, технолог, работник архива и т.д.) может сам управлять доступом к объектам (документам или изделиям), которыми он владеет.

В SWR-PDM реализованы два принципа контроля доступа: дискреционный и мандатный. Решение о санкционированности операции над документом принимается только при одновременном разрешении его по обоим принципам. Дискреционный принцип контроля доступа позволяет для любого из объектов системы определить права каждого пользователя и групп пользователей на выполнение операций над объектом. Мандатный принцип контроля доступа основан на том, что каждому объекту (документу или изделию) присваивается гриф секретности из упорядоченного списка уровней безопасности, а каждый субъект (пользователь) имеет уровень допуска из этого списка. Допуск присваивается не только пользователям, но и их группам. При проверках вычисляется эффективный допуск — максимальное значение из допуска пользователя и всех групп, в которые он входит. Мандатный принцип позволяет одновременно, путем простого изменения допуска соответствующего пользователя или группы, контролировать доступ пользователя или группы к большому количеству объектов.

Коллективная работа над проектом

Обеспечение коллективной работы в SWR-PDM реализовано с помощью нескольких взаимосвязанных механизмов: управление версиями документов, система обеспечения совместного доступа к документам на основе блокировок и работы с локальными копиями (Check-In/Out) и разграничение доступа на основе дискреционного принципа.

С помощью механизма управления версиями SWR-PDM ведет историю всех изменений документов хранилища, не налагая ограничений на количество версий. Пользователь может просматривать, изменять или использовать различные независимые друг от друга версии, получая тем самым средство ведения альтернативных вариантов одного и того же документа (аналогичный механизм применяется и для работы с составом изделия). Таким образом, пользователь может просмотреть все сохраненные варианты и использовать любой из них.

Для упорядочения совместного доступа к документам единого хранилища и решения задачи передачи документов по сети применяются процедуры «Взять на редактирование» (Check-Out) и «Сохранить в PDM» (Check-In). При взятии документа на редактирование система извлекает его из хранилища, создает копию на локальном диске и устанавливает в хранилище блокировку на оригинал документа. При этом документ в хранилище остается доступным для чтения и использования другими пользователями. Измененный документ возвращается в хранилище с помощью процедуры «Сохранить в PDM», после чего эти изменения становятся доступными всем заинтересованным пользователям.

Интеграция с САПР

Добавление (SWR-PDM Add-In) обеспечивает полноценную интеграцию с САПР и позволяет коллективно работать над сборкой в SolidWorks. На своем рабочем месте конструктору доступна полная и актуальная информация о состоянии разработки (рис. 5). При открытии в SolidWorks модели изделия в менеджере документов SWR-PDM указывается полный файловый состав, а о каждом документе известны следующие данные: имя файла и активное исполнение, номер версии и итерации и наличие обновления, статус в PDM, состояние локальной копии, статус жизненного цикла документа и др.

Рис. 5. Коллективная работа над проектом в среде SolidWorks под управлением SWR-PDM

Рис. 5. Коллективная работа над проектом в среде SolidWorks под управлением SWR-PDM

Удобство при коллективной работе над большими сборками в САПР SolidWorks достигается благодаря слаженному взаимодействию таких механизмов, как двухуровневый версионный контроль, который дает возможность легко решить конфликтные ситуации с помощью функций «Обновить версию», «Заменить версию»; единое хранилище, позволяющее свободно использовать сборки, подсборки и детали в разных проектах; управление доступом на основе дискреционного принципа; механизм блокировок при взятии на редактирование и др.

SWR-PDM предоставляет два способа работы с моделями стандартных изделий из библиотеки модуля SolidWorks Toolbox: с записью файлов Toolbox в хранилище SWR-PDM в обычном режиме как обыкновенных документов SolidWorks либо использование библиотеки Toolbox без записи файлов Toolbox в хранилище PDM, но с автоматическим учетом при создании и обновлении структуры изделия в PDM.

SWR-PDM работает в интегрированном режиме не только с пакетом SolidWorks, но и с другими САПР, например с Компас-3D. Интеграция SWR-PDM с Компас-3D реализована в виде прикладной библиотеки и по своим возможностям аналогична модулю интеграции SWR-PDM c SolidWorks.

Управление составом и конфигурациями изделий

SWR-PDM обеспечивает возможность управления доступом значительного количества пользователей (сотни) к большим объемам данных (конструкции из миллионов узлов), обеспечивая при этом максимально высокую производительность. В системе реализованы технологии компактного хранения данных, специальные алгоритмы индексирования и обеспечения локальности обращений при работе с большими базами данных. Модуль управления структурой изделий предоставляет развитые средства управления исполнениями изделий, которые можно использовать как в ручном, так и в автоматическом режиме. При сохранении новой или измененной сборки SolidWorks, содержащей конфигурации, будет создан или перестроен состав для каждого соответствующего исполнения изделия. Полученная информация о структуре изделия может быть использована для получения групповых спецификаций по ГОСТ 2.113 «Групповые и базовые конструкторские документы». Модель данных, примененная в SWR-PDM для управления составом изделия, позволяет интегрироваться или обмениваться данными с PDM-системами, которые построены на основе стандарта STEP, в частности AP203 и AP214.

Отличительными особенностями системы управления составом изделия SWR-PDM являются:

• поддержка истории изменений всех элементов состава изделия;

• возможность работы с поколениями (версиями) состава;

• присвоение обязательных характеристик (атрибутов) изделий на основе классификации изделий и произвольных пользовательских атрибутов;

• синхронизация изменений в документах с изменениями в составе изделия;

• возможность получения состава изделия по модели SolidWorks и возможность последующего обновления состава при изменении сборки без потери данных, введенных вручную;

• получение спецификаций по составу изделия на стандартных бланках (по формам «А», «А-1», «Б», «Г») и ведомости материалов;

• возможность автоматического и ручного задания массы изделия и расчет массы всей сборки (даже при условии проектирования деталей, входящих в сборку, в разных CAD-системах);

• интеграция системы управления составом изделия с системой управления и хранения документов и системой разграничения доступа.

Система управления составом изделия может служить для решения следующих задач:

• построение структуры изделия, синхронизация и отслеживание изменений, происходящих в составе изделия в процессе работы над ним;

• создание и предоставление информации для систем подготовки производства изделий от единичных экземпляров до партий; подготовка и обмен информацией с MRP/MRPII- и ERP-системами;

• поддержка жизненного цикла выпущенных изделий, их экземпляров и партий;

• управление конфигурациями изделий (решение этой задачи является необходимым шагом к интеграции производителя и заказчика).

Внутренняя почтовая система

Коллективная работа над проектом всегда сопряжена с интенсивным обменом информацией между разработчиками. В SWR-PDM реализована специализированная почтовая система, позволяющая обмениваться инструкциями, замечаниями, комментариями. Внешне почтовая система работает по традиционным правилам, например как Microsoft Outlook, а отличается тем, что в сообщение можно вложить ссылку на проект, папку и на любую версию или итерацию документа либо изделия и отправить его указанным пользователям или группам пользователей. Получив сообщение, пользователь может открыть прикрепленный объект в отдельном окне SWR-PDM и полноценно работать с ним. При необходимости можно использовать и внешнюю стандартную почтовую систему (к письму можно прикрепить специальный файл-ярлык, содержащий ссылку на объект PDM).

Рис. 6. Диаграмма процессов в модуле SWR-Workflow

Рис. 6. Диаграмма процессов в модуле SWR-Workflow

Задачу предопределенной маршрутизации, в частности обеспечение процедур согласования, утверждения и изменения документации, решает специализированная система маршрутизации документов и управления заданиями SWR-Workflow (рис. 6), интегрированная с SWR-PDM. Например, с помощью SWR-Workflow можно инициировать необходимые процедуры, связанные с различными объектами хранилища. По соответствующей команде из контекстного меню и по выбранному шаблону будет создан экземпляр процесса с присоединенным к нему объектом (объектами). Используя клиентское приложение SWR-Workflow, можно увидеть список присоединенных объектов и с помощью универсального обозревателя SWR-PDM открыть любой из них для работы.

Автоматизированное формирование спецификаций и отчетов

Для оформления единичных и групповых спецификаций по ЕСКД в состав комплекса входит интегрированный вариант программы SWR-Спецификация (рис. 7), который позволяет также подготовить данные о составе изделия в форматах Excel, текстовом и пр. Для передачи данных о структуре изделия с учетом всех уровней вложенности во внешние системы (САПР ТП, АСУ, MRP и ERP) имеется возможность экспорта в XML-формате. Описание входит в базовую документацию. Дополнительно предоставляется модуль разбора XML-документа для использования другими системами.

Рис. 7. Автоматическое формирование и оформление спецификации на изделие

Рис. 7. Автоматическое формирование и оформление спецификации на изделие

Клиент-серверная архитектура

SWR-PDM имеет архитектуру «клиент-сервер» с централизованным хранилищем. Серверная часть является интегрированным сервером СУБД и сервером приложений и отвечает за работу всего комплекса, за физическое хранение и безопасность данных. Клиентская часть представляет собой автономное приложение для работы с любыми системами, которые ежедневно используются для подготовки инженерной документации. Клиентское приложение разработано в виде проводника хранилища SWR-PDM и является естественным инструментом для пользователей, привыкших к проводнику Windows.

Возможность настройки и адаптации к требованиям предприятия

Несмотря на то что система поставляется в коробочном варианте, в ней имеются средства, позволяющие настроить систему для работы по требованиям конкретного предприятия: система классификации, система разграничения доступа, возможность структуризации хранилища с многовидовым представлением информации, обширный набор опций по настройке внешнего вида приложений и сценариев обработки данных. Для сокращения периода внедрения система может поставляться с несколькими вариантами хранилищ, настроенными на машиностроительные предприятия различных типов. Ассортимент соответствующих шаблонов настройки расширяется от версии к версии.

SWR-PDM — платформа для интеграции корпоративных приложений

В процессе внедрения требуется решать характерные задачи стыковки с системами MRP и ERP. В SWR-PDM применена постреляционная СУБД Cache, архитектура которой позволяет использовать весь комплекс как платформу для интеграции применяемых информационных систем по технологии InterSystems Ensemble (www.intersystems.ru). Возможными вариантами стыковки SWR-PDM с другими компонентами информационной системы предприятия могут быть: автоматическая передача изменений конструкторского состава в ERP-систему, предоставление данных в расчетные программы, генерация ведомостей на основе собранных данных и др.

Открытая архитектура

API-интерфейс SWR-PDM обеспечивает независимым разработчикам возможность создания и подключения своих приложений (добавлений) к PDM-системе. Например, это может быть вызов программы экспорта структуры изделия в САПР-ТП или специализированного приложения пополнения базы данных изделий в PDM. Пользователь может установить необходимые добавления на свое рабочее место, а также указывать, какие из них следует сделать доступными в контекстном меню SWR-PDM. Информация, как разрабатывать приложения для SWR-PDM, и примеры включены в документацию и опубликованы на веб-сайте компании SolidWorks-Russia в разделе «Поддержка».

Михаил Холин

Руководитель отдела исследований и разработок компании SolidWorks-Russia.

Дмитрий Лисеев

Ведущий разработчик отдела исследований и разработок компании SolidWorks-Russia.

Евгений Шустров