8 - 2018

Автоматизация позаказного проектирования и производства

Юрий Данилов
Менеджер по продукту Rulestream, Siemens PLM Software

Разработка и производство изделий под заказ имеет ряд важных особенностей, которые требуют применения нестандартных методик и инструментов PLM­систем для эффективной автоматизации процессов. Традиционно предприятия, работающие в области разработки под заказ (ETO — Engineer­To­Order), либо частично внедряли PLM­системы там, где это было эффективно, либо создавали свои программные решения — как на базе PLM­ или ERP­систем, так и в виде самостоятельных приложений. А чаще всего отсутствие приемлемых решений для автоматизации процессов обработки заказа решается простым увеличением персонала, участвующего в обработке заказов.

Автоматизация позаказного проектирования и производства

Специфика позаказной разработки и производства обусловлена самим изделием и процесом его создания. Как правило, изделие не существует в конечном виде и создается под конкретные требования заказчика. От заказа к заказу в изделии может варьироваться его наполнение — состав, геометрическая форма, характеристики или все вместе. Зачастую количество возможных исполнений изделия со всеми опциями и вариантами настолько велико, что использовать конфигурируемый избыточный состав изделия (150% BOM) не получается. Нельзя заранее проработать все возможные комбинации компонентов изделия, их параметры, геометрические размеры и расположение в пространстве. Но при этом для каждого изделия существует определенная логика, которая реализуется инженерными и коммерческими службами и позволяет, получив исходные данные от заказчика, создать конечный экземпляр изделия.

Автоматизация позаказного проектирования и производства

Процесс создания изделия в позаказном производстве также имеет существенные отличия от процессов производства серийной или типовой продукции. Каждый заказ требует частичного либо полного перепроектирования изделия. Для серийной продукции это нехарактерно. Даже в случае с изделиями, имеющими сложный опциональный состав, например с автомобилями, при заказе конкретного экземпляра покупатель выбирает из уже заранее спроектированных и проработанных вариантов компонентов. Для выбора определенной комплектации не нужно проводить никаких конструкторских и технологических проработок. Когда дело касается изделий, разрабатываемых под заказ, без вовлечения инженерных служб невозможно получить точный состав изделия и рассчитать его технико­экономические характеристики.

Как правило, предприятия, работающие в позаказном цикле, находятся в условиях быстро меняющегося и конкурентного рынка. Это вызывает необходимость быстро реагировать на запросы потенциальных клиентов и пытаться охватить максимальное количество тендерных торгов по конкретному виду продукции. Нужно быстро выдать предложение потенциальному заказчику изделия, но изделия еще нет, так как требования этого заказчика изначально были неизвестны. Чтобы сформировать предложение под конкретные требования, необходимо провести определенный цикл инженерных работ, составить представление о составе изделия, его характеристиках, облике, себестоимости и т.д. Для исчерпывающей оценки себестоимости необходимо максимально полно проработать изделие под требования конкретного заказа. Зачастую объем инженерных работ на этом этапе практически сравним с работами, необходимыми для начала производства изделия. В то же время далеко не каждая заявка от потенциального заказчика приводит к заказу, который идет в производство. Часть заявок отсеивается самим исполнителем, часть просто не становится заказами из­за того, что предложение конкурентов для заказчика оказалось более привлекательным.

Автоматизация позаказного проектирования и производства

Естественно, большинство компаний не могут позволить себе вкладывать значительные ресурсы в проработку такой заявки до того, как будет понятно — пойдет она в работу или нет. Как следствие, в попытке сократить сроки обработки заявок приходится жертвовать качеством и глубиной проработки потенциального заказа. А именно: точностью проработки технических параметров изделия и оценкой его себестоимости. Как правило, на этом этапе все зависит от субъективных экспертных оценок. Если риски неправильной оценки превышают выгоду от потенциальной прибыли, то может выполняться некоторый объем инженерных работ, который позволяет получить первичное представление об объеме работ и об изделии, что позволяет повысить точность оценки себестоимости. Чем точнее нужна оценка, тем больший объем работ нужно выполнить инженерным и производственным службам, что увеличивает срок. С одной стороны, есть риск недооценить или переоценить потенциальный заказ, а с другой — есть риск потратить много времени и ресурсов в точную оценку, но заказ потом не получить.

Названные выше проблемы и нюансы процессов позаказной разработки заметно затрудняют автоматизацию процессов конструкторско­технологической подготовки производства. Решить большинство проблем традиционными инструментами CAD/PLM­систем не представляется возможным. Какие­то локальные задачи могут быть закрыты, но автоматизировать процесс в целом — от получения заявки до запуска заказа в производство — не получается. Основная причина заключается в том, что в большинстве систем автоматизации конструкторских и технологических работ не хватает гибкого и мощного механизма для описания не самого изделия, а логики его создания. В большинстве случаев предприятия, пытающиеся решить эту проблему, реализуют эту логику с помощью программного кода, который пишется либо силами самого предприятия, либо каким­то сторонним подрядчиком. Со всеми сопутствующими проблемами, связанными с поддержкой и развитием таких самописных систем.

Для решения задач позаказной разработки изделия компанией Siemens PLM Software была представлена программная платформа Rulestream ETO. Данное решение существует на рынке с 1999 года и используется во всех отраслях промышленности, где требуется автоматизировать этапы разработки и производства изделия под заказ. С 2015 года Rulestream ETO доступна и как модуль системы Teamcenter, который расширяет возможности существующих механизмов управления составом изделия.

Ядром системы Rulestream является база логических правил и визуальные средства для их создания и редактирования. Логика обработки исходных данных, последовательность принятия решений и расчеты закладываются в систему с помощью специализированного редактора, в котором описывается процесс формирования состава изделия и определения его характеристик. Возможность описывать сложные процессы создания изделия без написания программного кода решает одну из основных проблем компаний, желающих получить автоматизированные системы обработки заказов. Для поддержки и развития системы не нужно держать штат программистов — достаточно квалифицированного системного администратора, который может работать и расширять логику системы после стандартного учебного курса.

База логических правил по сути своей представляет формализованный и описанный объем знаний, необходимый для принятия решений, на основе которых формируется изделие. Это может быть полностью автоматизированный процесс или частично — когда на каких­то этапах требуется участие того или иного специалиста. Правила, введенные в систему, с одной стороны, позволяют снизить объем рутинной работы, которую делают один или несколько специалистов при обработке заявок, а с другой стороны — дают возможность предприятию накапливать и сохранять знания, что существенно снижает зависимость бизнес­процессов предприятия от человеческого фактора.

Еще один модуль платформы Rulestream — редактор пользовательского интерфейса, который используется для создания диалоговых окон, с помощью которых вводятся исходные данные и выводятся результаты работы. Администратор системы может настроить интерфейс под требования конкретных пользователей или под какое­либо изделие, добавить проверки ввода исходных данных и распределить роли пользователей по уровню доступа к системе.

Для разработки и генерации конструкторской документации, а также для проведения сопутствующих инженерных и экономических расчетов система Rulestream взаимодействует с соответствующими программными пакетами. В частности, для генерации электронного макета изделия и чертежей в системе предусмотрены штатные модули интеграции с CAD­системами. С их помощью Rulestream генерирует 3D/2D­данные, формирует выходную документацию в различных форматах, а также при необходимости производит измерения геометрических параметров изделия и его компонентов и затем использует результаты в процессе создания и расчета изделия. Если есть необходимость проведения инженерных или технологических расчетов, то система в соответствии с заложенными правилами может подготовить исходные данные, передать их в расчетную систему и затем обработать полученный результат. Предусмотрена возможность интеграции не только коммерческих пакетов для инженерных и технологических расчетов, но и собственных разработок предприятий при наличии таковых.

Для простых процессов и изделий позаказной разработки платформа Rulestream может выполнять базовые функции PDM­ и ERP­систем. Но в целом предусмотрены механизмы интеграции с полноценными PLM­ и ERP­системами. В такой связке Rulestream формирует запросы данных из соответствующих систем, использует эти данные в логических правилах для принятия решений и загружает полученные результаты о заказе или изделии в PLM­ и ERP­системы.

Автоматизация позаказного проектирования и производства

Архитектура и идеология платформы Rulestream позволяют в кратчайшие сроки развернуть и настроить базовые модули системы и запустить их в работу. Процесс внедрения начинается с выбора изделия, на базе которого будет описываться логика работы конфигуратора. Далее необходимо определить, какая информация, в какой момент времени и кем должна вводиться в систему для определения исходных данных по заказу. На основе этого IT­специалист формирует пользовательский интерфейс системы, при необходимости добавляя проверки и ограничения для контроля корректности данных. После этого каждый специалист, участвующий в проработке заказа, определяет логику работы и принятия решений, которые необходимы для последовательной обработки исходных данных и формирования состава изделия. Данная логика вносится в систему, и для описываемого изделия формируется база правил. На этом этапе важно правильно организовать взаимодействие всех служб, вовлеченных в проработку заявок и подготовку заказа. Чем более полно и детально будут описаны и формализованы процессы, тем эффективней будет работа системы.

Большинство изделий, разрабатываемых в позаказном цикле, используют компоненты, поставляемые сторонними организациями. Это подразумевает применение большого количества разнообразных справочников и каталогов, используемых для подбора каких­то единиц оборудования или комплектующих изделий. В платформе Rulestream реализован механизм, который позволяет подключаться практически к любым источникам справочных данных — от баз ERP­систем до работы с набором табличных данных на файловой системе. При обработке заявок система может как производить выборки из баз и искать по параметрам требуемые экземпляры оборудования, так и подбирать аналоги при наличии соответствующего правила подбора.

После того как изделие описано правилами и подключены и настроены соответствующие инструменты ввода и вывода данных, полученный конфигуратор публикуется в зону общего доступа, где пользователи, заходя под своим именем, могут начинать работать. Получая очередную заявку, пользователь — сотрудник коммерческой или технической службы в диалоговом режиме вводит данные, необходимые для расчета состава изделия и его характеристик. По мере ввода информации система делает запросы в базы данных, при необходимости уточняет у пользователя дополнительную информацию и после логической обработки формирует состав изделия. При этом система может обрабатывать все возможные случаи наличия компонентов или их отсутствия. Допустим, если какая­либо позиция может быть реализована несколькими аналогичными существуюущими узлами, то пользователю будет предложено принять решение по выбору либо система сама — при наличии соответствующего правила — произведет выбор. Если нужного компонента не существует, то система подберет аналог. Если компонента не существует, но есть правило его создания, то система заведет соответствующий номер и сгенерирует этот элемент конструкции. При полученном составе изделия система генерирует выходную документацию согласно преднастроенным шаблонам. Это может быть как текстовая, так и графическая документация: технико­коммерческие предложения, чертежи, текстовые документы, технологические маршруты и техпроцессы, 3D­модели и многое другое — всё, что необходимо для работы коммерческих и производственных служб.

Платформа Rulestream позволяет максимально полно охватить процесс проработки заказа — от получения заявки до запуска заказа в производство. При этом за счет автоматизации всех трудоемких рутинных процессов сроки проработки сокращаются на много порядков, а качество проработки заказа резко возрастает. При полноценном внедрении платформы в процессы анализа и проработки заказа у предприятия появляется возможность еще на стадии подготовки технико­коммерческого предложения получить почти весь комплект данных по потенциальному заказу, необходимый для запуска заказа в производство. При этом инженерные подразделения освободжаются от трудоемких и рутинных работ и получают возможность заниматься полноценной разработкой новых конструктивных и технологических решений, где требуется творческий и креативный вклад специалистов разных служб. Коммерческие отделы получают возможность сразу же максимально точно оценить себестоимость потенциального заказа и соответствующим образом выстроить стратегию продаж. А в целом платформа Rulestream дает предприятию независимый от человеческого фактора инструмент для накопления знания и формализации бизнес­процессов, который не требует наличия специализированного штата программистов и может поддерживаться самим предприятием с минимальными вложениями.