6 - 2018

Облачный классификатор материалов и сортаментов на платформе «Semantic MDM»™, интегрированной с SOLIDWORKS

Андрей Андриченко
К.т.н., председатель Совета директоров АО «ЭСДИАЙ СОЛЮШЕН».
Инна Зинина
К.т.н., доцент, «Кафедра технологии и оборудования машиностроения», Московский политехнический университет.

Компанией АО «ЭСДИАЙ СОЛЮШЕН» разработан облачный классификатор материалов и сортаментов (МиС), интегрированный с CAD­системой SOLIDWORKS (SDI Solution является официальным партнером компании SOLIDWORKS Corporation). Конструкторам и специалистам инженерных служб предоставлен online­доступ к информации о материалах и сортаментах непосредственно из SOLIDWORKS или по ссылке — mis.sdi­solution.ru.

Облачный классификатор МиС выстраивает иерархию основных, вспомогательных, инструментальных и прочих материалов, содержит атрибутивную информацию о химическом составе, физико­механических свойствах материалов, обладает высоким быстродействием и позволяет производить различные виды поиска требуемой информации. В базу данных системы внесено 5400 марок материалов, 1 млн 950 тыс. типоразмеров сортаментов и более 1860 нормативных документов (ГОСТ, ТУ, СТО и др.) в формате PDF, доступных для оперативного просмотра.

Данное решение реализовано на облачной платформе Semantic MDM™ (проект компании «ЭсДиАй», профинансированный ИЦ «Сколково»), которая позволяет моделировать классификаторы, информационно­технические справочники и каталоги промышленной продукции любой сложности. Уникальность системы заключается в объектно­ориентированной модели мастер­данных, которая позволяет сначала унифицировать всю терминологию предметной области (описать онтологию), а затем на основе разработанного тезауруса создавать различные классификационные группы с произвольным набором характеристик. Информационные объекты в Semantic MDM могут объединяться различными типами связей, такими как агрегация, композиция и ассоциация, благодаря которым пользователь может перемещаться от одного объекта к другому в семантической сети мастер­данных. Применение семантических технологий позволяет повысить производительность системы в режиме поиска требуемых объектов.

Облачные сервисы (SaaS), предоставляющие online­доступ к необходимой информации и вычислениям, — одно из наиболее перспективных и активно развивающихся направлений в сфере IT­услуг. Такая форма работы повышает мобильность доступа к функционалу прикладных приложений и значительно сокращает затраты на информационную поддержку деятельности предприятий.

Архитектура программного комплекса создана с учетом следующих требований импортозамещения:

  • трехзвенная архитектура;
  • кроссплатформенный сервер приложений WildFly с открытым исходным кодом;
  • поддержка СУБД PostgreSQL и других типов SQL­серверов;
  • поддержка различных операционных систем, включая ОС Astra Linux Special Edition.

Функциональные возможности облачного классификатора МиС и платформы Semantic MDM:

  • предоставление конструкторам online­доступа к информации о материалах и сортаментах непосредственно из CAD­системы SOLIDWORKS;
  • предоставление специалистам инженерных служб online­доступа к классификатору МиС, содержащему сведения о химическом составе и физико­механических свойствах материалов;
  • формирование обозначения материала для вставки в CAD­систему в соответствии с российскими стандартами;
  • быстрый, многокритериальный и фасетный поиск объектов;
  • семантический поиск (патент «ЭсДиАй»), учитывающий взаимосвязи смежных объектов;
  • разграничение прав доступа пользователей;
  • версионность объектов;
  • классификация объектов по множественным основаниям;
  • контекстная точка зрения на объекты, зависящая от роли пользователя;
  • пакетное редактирование — транзакционность операций по изменению данных;
  • вычисляемые атрибуты;
  • встроенный справочник единиц измерения;
  • возможность наложения ограничений на значения атрибутов и т.д.

После авторизации и открытия облачного классификатора МиС в браузере пользователь попадает на стартовую страницу (рис. 1), где размещены пиктограммы доступа к различным справочникам, а также инструкция по работе с системой и сведения о самом пользователе.

На стартовой странице присутствует несколько областей: Справочники, Избранное, Последние. В разделе Последние отображаются пиктограммы классификационных групп, с которыми пользователь работал в предыдущем сеансе. Избранное содержит пиктограммы наиболее часто используемых групп и позиций. В выпадающем меню пользователя можно получить доступ к плагину для SOLIDWORKS — «Интегратор SOLIDWORKS» (см. рис. 1).

Рис. 1. Стартовая страница web-портала МиС

Рис. 1. Стартовая страница web-портала МиС

После загрузки и установки интеграционного плагина в среде SOLIDWORKS автоматически генерируется отдельная вкладка Semantic MDM (рис. 2), на которой располагаются кнопки Указать материал и Удалить материал. Для чертежа доступна кнопка Разместить материал детали, которая позволяет указать в чертеже материал, присвоенный 3D­модели изделия. При вызове режима Указать материал запускается облачный классификатор «Материалы и Сортаменты», в котором любым доступным способом (навигация, поиск, избранное) необходимо найти и указать требуемый материал.

Рис. 2. Интеграция облачного МиС с CAD-системой SOLIDWORKS

Рис. 2. Интеграция облачного МиС с CAD-системой SOLIDWORKS

В CAD­систему переносится выбранная позиция, которая по уникальному идентификатору сохраняет связь с исходным объектом справочника МиС. При повторном открытии чертежа детали можно будет обратиться к МиС и позиционироваться на выбранной ранее записи. Такая связь позволяет при необходимости обращаться к первоисточнику данных и использовать свойства назначенного материала для проведения прочностных расчетов, расчета массы и инерционных свойств детали в прикладных САПР.

В системе реализовано три основных справочника: «Материалы», «Сортаменты» и «Стандарты», каждый из которых группирует объекты в соответствии с логикой их классификации. Каждая группа объектов имеет собственных набор атрибутов, изначально созданных и хранящихся в едином словаре терминов, описывающих данную предметную область. Такая методика соответствует стандарту серий ГОСТ Р ИСО 22745 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Открытые технические словари и их применение к основным данным». Всем атрибутам единого глоссария присваиваются уникальные идентификаторы, по которым можно производить сквозной поиск объектов во всей базе данных. Одни и те же атрибуты могут использоваться в различных классификационных группах.

Все справочники имеют иерархическую структуру и связаны между собой. Так, например, в позицию, описывающую марку материала, агрегирован стандарт на материал из соответствующего справочника, содержащего ссылки на документы в формате PDF: ГОСТ, ТУ, СТО и др. В свою очередь, в карточке стандарта на вкладке Связи содержатся все ссылки на марки и сортаменты, с которыми ассоциирован данный стандарт.

Рис. 3. Два варианта представления позиций в классификаторе «Материалы и Сортаменты»

Рис. 3. Два варианта представления позиций в классификаторе «Материалы и Сортаменты»

Рассмотрим работу системы на примере классификатора «Материалы и Сортаменты». В левой части рабочего окна расположено дерево классификационных групп, в котором можно перемещаться, раскрывая определенные ветки, производить поиск по наименованию и закреплять часто используемые группы. В средней части окна расположена таблица с данными, конфигурация которых может быть настроена самим пользователем: состав, положение и ширина столбцов. Таблица имеет две вкладки: Материалы и Сортаменты (рис. 3). На первой вкладке позиции объектов представляют собой различные марки материалов. При установке фокуса в дереве на определенную группу в таблице отображаются все объекты подчиненных подгрупп. В этом представлении возможен сквозной быстрый поиск материалов по наименованию. На вкладке Сортаменты каждая позиция является номенклатурным объектом, состоящим из сочетания <сортамент> + <типоразмер сортамента> + <ТУ на сортамент> / <марка материала> + <стандарт на марку>. При таком описании позиции доступен быстрый поиск как по марке, так и по сортаменту, а также по его типоразмеру.

Справа от таблицы расположена карточка позиции, которая содержит подробное атрибутивное описание выбранного в таблице объекта. Для вкладки Материалы в карточке присутствует полное наименование, описание стандарта на материал, включая доступ к файлу со стандартом в формате PDF, физико­механические, технологические свойства материала и его химический состав. В представлении Сортаменты присутствуют наименование позиции, сгенерированное в соответствии с заданным шаблоном, технические характеристики материала и сортамента, а также документ со стандартом на сортамент в формате PDF.

Для работы с большим массивом данных в системе предусмотрено несколько вариантов поиска. Самый доступный из них — быстрый поиск, который осуществляет выборку объектов по их наименованию. В окне быстрого поиска, расположенном  над таблицей, вводится критерий, при этом данные на сетке будут отфильтровываться по мере ввода символов. Поиск объектов осуществляется в пределах выбранной в дереве группы объектов.

Рис. 4. Многокритериальный и фасетный поиск по унифицированным атрибутам

Рис. 4. Многокритериальный и фасетный поиск по унифицированным атрибутам

Кроме быстрого поиска в справочниках доступно выполнение фасетного и расширенного (многокритериального) поиска (рис. 4). Последний может производиться как по всей базе данных, так и в пределах указанной классификационной группы. В качестве критериев поиска используются различные комбинации параметров: обозначение, марка материала, физико­механические свойства, химический состав и т.д. Можно выбирать значения критериев из списка, вводить диапазоны значений, задавать условия выбора: больше, меньше, не равно, содержит и т.д.

Фасетный поиск предоставляет пользователю выбор критериев из списка существующих значений атрибутов с последующей фильтрацией объектов по заданным параметрам.

Найденные позиции справочника можно сравнивать между собой. Для этого в каждой строке таблицы имеется кнопка Добавить/Убрать из сравнения (рис. 5). После добавления над таблицей активизируется кнопка Сравнить, нажав на которую можно перейти в отдельный режим, удобный для сопоставления атрибутов.

Рис. 5. Сравнение атрибутов позиций

Рис. 5. Сравнение атрибутов позиций

Часто используемые позиции могут быть размещены в разделе Избранное. Пользователю предоставлена возможность самостоятельно сформировать содержимое данного раздела из любых классификационных групп и позиций. Система позволяет сохранять персонифицированные настройки для авторизованных пользователей, включая состав и структуру объектов в Избранном (рис. 6).

Рис. 6. Добавление классификационной группы и позиции в область Избранное

Рис. 6. Добавление классификационной группы и позиции в область Избранное

Справочник Стандарты содержит три группы: стандарты на марки, стандарты на материалы и стандарты на технические условия. В каждой группе линейным списком располагаются объекты, содержащие в одном из своих атрибутов ссылки на документы в формате PDF: ГОСТ, ТУ, СТО и др., доступные для просмотра в браузере. В карточке позиции на вкладке Связи (рис. 7) содержатся все связанные с данным стандартом объекты из справочников Материалы и Сортаменты. Чтобы перейти к нужной номенклатурной позиции, достаточно щелкнуть левой кнопкой мыши на ее наименовании в списке Связи.

Рис. 7. Справочник Стандарты, обеспечивающий доступ к документам в формате PDF

Рис. 7. Справочник Стандарты, обеспечивающий доступ к документам в формате PDF

Облачная версия Semantic MDM™ реализует функции интеллектуальной информационно­поисковой системы, интегрированной с CAD, что обеспечивает ей уникальное позиционирование и продвижение в сегменте промышленного производства. Предприятие, внедряющее облачный классификатор МиС на платформе Semantic MDM, получает следующие преимущества:

  • за счет централизованного управления классификатором МиС снижается трудоемкость подготовки справочных данных для задач трехмерного моделирования;
  • снижается трудоемкость интеграции компонентов инженерного комплекса ПО благодаря унификации сервисов по управлению справочными данными и стандартизации форматов их представления и обмена;
  • за счет использования знаний о совместимости объектов реализуется семантический поиск, повышающий уровень автоматизации принятия проектных решений;
  • повышается качество, полнота и достоверность справочных данных благодаря применению методик стандартов серий ГОСТ Р ИСО 22745 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Открытые технические словари и их применение к основным данным».

Облачные сервисы, предоставляющие конструкторам и специалистам инженерных служб доступ из CAD­систем к классификаторам материалов и сортаментов, стандартных и комплектующих изделий, позволяют обеспечить единство и качество корпоративных мастер­данных, снижают трудозатраты на их подготовку, повышают оперативность доступа к необходимым данным в процессе автоматизированного проектирования и, как следствие, способствуют сокращению сроков выпуска готовой продукции.