12 - 2019

Система проведения изменений в конструкторской документации с использованием технологии гибридного редактирования растров

Владимир Кукушкин
Начальник Управления развития производственной системы, АО «ПО «Севмаш».
Виталий Богданов
Начальник отдела Проектно-конструкторского бюро, АО «ПО «Севмаш».
Александра Ежова
Специалист Управления развития производственной системы, АО «ПО «Севмаш».
Алексей Рындин
Заместитель директора, ООО «Бюро ЕСГ».

Жизненный цикл морской техники, судов и кораблей, а также оборудования для них достаточно продолжителен, а темпы развития конструкторской и технологической подготовки производства (ТПП), управления производством, эксплуатацией и модернизацией в судостроении столь стремительны, что на различных этапах жизненного цикла для одного и того же изделия могут применяться совершенно разные подходы. Например, корпус модернизируемого судна спроектирован с помощью кульмана, первые модернизации проведены с использованием двухмерных CAD­систем и АС ТПП, созданных руками специалистов предприятий. Теперь же экономически более целесообразно произвести модернизацию/ремонт, например, судна с применением современных трехмерных САПР, PDM­ и PLM­систем.

В связи с быстрым развитием информационных технологий часто «исходные данные», необходимые для проведения ремонтов/модернизаций с помощью самых современных подходов и инструментов, могут содержаться на бумаге или, в лучшем случае, в растровых изображениях, полученных при сканировании этих «источников». Мы уже неоднократно освещали вопросы сканирования бумажных носителей и их обработки. Казалось бы, тема «изжила себя», а «интерес к ней иссяк» в связи с переходом на конструирование, ТПП, управление производством «в электронном виде» — с использованием самых современных достижений в области информационных технологий. На наш взгляд, это не так, в частности в отраслях с продолжительным жизненным циклом изделий, таких как судостроение. Ярким примером, подтверждающим изложенные тезисы, является успешное внедрение системы проведения изменений в конструкторской документации (КД) в АО «ПО «Севмаш».

Вопросы сканирования бумажных носителей на предприятии решены, по нашему мнению, довольно эффективно. Для этого используются сканеры, которые поставила и обслуживает компания InterCAD. Другим «источником» растровых изображений для завода являются КБ­проектанты.

Не секрет, что проведение изменений ведется не только в процессе ремонта/модернизации. Их поток велик и при строительстве корабля. При этом все изменения КД ведутся в четком соответствии с требованиями ЕСКД, с выпуском и отработкой предварительных извещений об изменении, прочих документов, обусловленных существующими регламентами, принятыми в КБ­проектанте, КБ завода, в его технологических и производственных подразделениях. Поскольку «исходными данными» в подавляющем большинстве случаев являются растровые изображения, на предприятии встал вопрос о возможности проведения изменений, с одной стороны, с использованием таких «сканированных исходных материалов», с другой — в соответствии с требованиями ГОСТ 2.051­2013 (ЕСКД. Электронные документы. Общие положения) и ГОСT 2.503­2013 (ЕСКД. Правила внесения изменений). Оба документа определяют проведение изменений в электронных документах. «Нормативных» препятствий для создания системы проведения изменений в растровых изображениях — содержательной части электронного документа, хранящегося в автоматизированной системе, не возникало. Основная проблема, которую необходимо было решить, — это найти инструмент, позволяющий с минимальными ресурсными затратами проводить изменения в новых версиях сканированной КД.

Специалисты нашего давнего партнера — компании InterCAD предложили рассмотреть программное обеспечение гибридного редактирования растровых изображений отечественного производства Spotlight. Остановимся на его функционале более подробно.

Первые версии Spotlight были «рождены» в эпоху появления сканирующего оборудования для КД, когда в КБ и на предприятиях начали успешно применять средства 2D­проектирования, преимущественно AutoCAD. Несомненно, у пользователей КД в электронном виде возникло желание редактировать растровые изображения так же, как и векторные, «содержащиеся», например, в файлах формата DWG, — с использованием AutoCAD. Поэтому первые усилия, направленные на реализацию такого функционала, заключались в попытках «тотальной векторизации» — полного перевода растрового изображения в «вектор», с которым можно было бы работать с применением двухмерной САПР. Такой путь оказался малоэффективным в связи с наличием большого количества ошибок при векторизации, обусловленных качеством сканируемых материалов (кальки, «синьки»), и многочисленных рукописных надписей. Это приводило к необходимости «ручной работы», направленной на устранение упомянутых ошибок, повышение трудоемкости и, как следствие, — потере смысла такой «автоматизации».

По указанным причинам был создан программный продукт, позволяющий уйти от векторизации всего растрового чертежа. При проведении изменений довольно часто большое пространство бумажного чертежа остается неизменным. Поэтому было допустимо (как, впрочем, и сейчас не запрещено) закрашивание, наклеивание измененных частей, а в ряде случаев — исправление с перечеркиванием линий и т.п. Наверное, принцип работы Spotlight можно сравнить с внесением изменений на бумаге, при котором изменения выполнялись на отдельном листе (листах). В таком случае площадь, занимаемая изменениями, гораздо меньше площади всего бумажного чертежа. Затем этот лист (листы) просто приклеивался к изменяемому бумажному чертежу. Аналогичным образом в Spotlight реализован основной алгоритм гибридного редактирования:

  • производится векторизация части изменяемой «поверхности чертежа» (не весь КД!);
  • инструментами, принятыми для работы с «вектором», производятся изменения (что аналогично подготовке изменений «бумажной наклейки»);
  • измененная область:
    • либо переводится в растр (аналогия с «приклеиванием небольшой бумажной области, содержащей изменения, к бумажному чертежу»),
    • либо сохраняется в векторном формате, когда остальная «площадь листа» — растровая.

Говоря о технологии гибридного редактирования, заметим, что подобный подход сегодня довольно эффективно применяется при работе с облаками точек — результатами трехмерного сканирования. Это — отдельная и весьма емкая тема, находящаяся в компетенции компаний Бюро ESG и InterCAD и выходящая за рамки статьи.

В АО «ПО «Севмаш» были проведены тестирования ПО Spotlight, разработаны алгоритмы применения этого средства, поскольку использование нескольких сотен рабочих мест для внесения изменений в КД — не просто закупка инструментария, но и сложная организационная работа. В настоящее время предприятием приобретено необходимое количество лицензий Spotlight и организован процесс работы.

Если обратиться к истории, можно вспомнить, что до 2014 года любое изменение конструкторского документа производилось инженерным специалистом цветной шариковой ручкой в бумажном архивном экземпляре. АО «ПО «Севмаш», являясь судостроительным предприятием, не обладает электронными подлинниками конструкторских документов, разработка и управление которых осуществляется проектными предприятиями. Поэтому для получения актуальной версии цехового экземпляра приходилось выполнять ряд задач в следующей последовательности:

  • доставка рабочего экземпляра из цеха в проектно­конструкторское бюро;
  • ручной перенос изменений из архивного экземпляра в рабочий цеховой экземпляр;
  • сканирование экземпляра с последующим размещением в электронном архиве;
  • возврат рабочего экземпляра в цех.

При таком подходе одно и то же действие — внесение изменения в документ —выполнялось разными работниками: инженерным специалистом — на этапе корректировки архивного экземпляра и чертежником — на этапе корректировки цехового рабочего экземпляра. Исходя из этого понятно, что процесс управления изменениями документов становился необоснованно затянутым, что сдерживало строительство заказов.

Использование программного обеспечения гибридного редактирования растровых изображений Spotlight позволило кардинально изменить процедуру внесения изменений в архивный и цеховые рабочие экземпляры документов. Понимая неактуальность и необоснованность дублирования функций инженера и чертежника, внесение изменений в документы с 2014 года началось с применением сканированных исходных материалов. Наглядные изображения, выполненные ручным и программным способами, представлены на рис. 1.

Рис. 1. Измененные документы, выполненные ручным (а) и программным (б, в) способами

Откорректированный программным способом онлайн­документ отображался в электронном архиве, который становился доступным производственным рабочим и мастерам. А с сентября 2018 года генеральный директор АО «ПО «Севмаш» своим приказом разрешил использовать электронную версию документа для выполнения работ на заказе. Это стало огромным шагом вперед к ускорению сроков строительства заказов, позволив отказаться от транспортировки бумажных цеховых экземпляров.

Кроме того, решение основной проблемы по исключению дублирования функции внесения изменений обеспечило повышение оперативности доведения до цеха принятых решений.

Данный способ управления изменениями документацией стал молниеносно набирать обороты, и за период с 2014 по 2016 год, несмотря на увеличение объема корректировок, количество измененных документов программным способом возросло с 3 до 37% (рис. 2), что является очень показательным.

Рис. 2. Сравнительный анализ использования Spotlight

Рис. 2. Сравнительный анализ использования Spotlight

Рис. 3. Корректировка конструкторского документа в Spotlight

Рис. 3. Корректировка конструкторского документа в Spotlight

Еще одно из основных преимуществ использования программного продукта Spotlight — это наглядность внесенных изменений (рис. 3). Такой способ отображения корректировок послужил причиной согласования АО «ПО «Севмаш» с одним из ведущих проектантов важной процедуры, определяющей:

  • порядок оперативной отправки документов;
  • порядок оформления погашений по предварительным извещениям;
  • порядок приведения в соответствие документов­подлинников.

Для тех предприятий, продукция которых имеет весьма продолжительный жизненный цикл, в частности для судостроения, актуальны и применимы технологии гибридного редактирования сканированных КД, а успешное внедрение средств и регламентов таких работ в АО «ПО «Севмаш» — яркое тому подтверждени