1 - 2003

SolidWorks-Russia представляет систему SWR-PDM

Михаил Холин, Виталий Морозов, Артем Аведьян

Система управления составом и конфигурациями изделий

Взаимодействие систем управления жизненным циклом, заданиями и правами доступа

Архитектура системы, эксплуатационные характеристики и особенности внедрения

Напоминаем читателям, что система SWR-PDM предназначена для автоматизации и информационной поддержки деятельности конструкторско-технологических бюро машиностроительных предприятий. Система SWR-PDM может использоваться как основа для создания единого информационного пространства предприятия для сбора, хранения и предоставления актуальной информации сотрудникам различных структурных подразделений. В данной статье мы продолжим описание функциональных возможностей SWR-PDM.

Система управления составом и конфигурациями изделий

Система SWR-PDM предлагает богатый набор функций по работе с составом и конфигурациями изделий. В настоящее время функциональности PDM-системы уделяется особое внимание. Существуют различные подходы и даже стандарты описания состава изделия. Наиболее удачными и работоспособными являются модели данных, основанные на группе стандартов STEP, например в области автомобилестроения. Одним из важнейших факторов, несомненно, является необходимость внедрения CALS-технологий на разных этапах жизненного цикла разработки и эксплуатации изделий и, следовательно, развития технической возможности информационной интеграции предприятий.

В этом ключе отличительными особенностями SWR-PDM являются следующие функции системы управления составом изделия:

  • 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.

В SWR-PDM используется объектная модель изделия, похожая на объектную модель, применяемую для управления документами. В отличие от документов, которые имеют версии и итерации, каждое изделие может включать еще несколько исполнений. Объект-изделие содержит все характеристики, относящиеся ко всем версиям и всем исполнениям этого изделия. К объекту изделия присоединяются объекты версии изделия и объекты, описывающие исполнения изделия. На основе этой модели определяются элементы состава изделия. Устанавливая связи между этими элементами, пользователь задает структуру изделия. Система управления атрибутами SWR-PDM позволяет назначить характеристики (атрибуты) этим связям, например количество.

При работе в интегрированном режиме с SolidWorks состав изделия создается автоматически, а атрибуты извлекаются из модели SolidWorks (те, кто работает в SolidWorks, знают, что эти атрибуты задаются в диалоге свойств документа на вкладках «Настройка» и «Конфигурация»). Отметим также, что эти свойства используются программой автоматической генерации спецификации SWR-Спецификация.

После изменения структуры сборки в SolidWorks и возвращения ее в хранилище SWR-PDM обновляет состав соответствующего изделия следующим образом: создает новую итерацию изделия, копирует в нее изделие, заданное вручную, обновляет свойство «Количество» для сохранившихся составляющих и добавляет новое изделие. При сохранении сборки в PDM пользователь может указать системе, что требуется создать новую версию изделия. Благодаря механизму версий и итераций пользователь может отслеживать историю изменения состава изделия и работать с альтернативными вариантами состава изделия (варианты, не вошедшие в основной проект).

Точно так же, как и документ, изделие может иметь обязательные и дополнительные атрибуты. Список обязательных атрибутов определяется классом, присвоенным изделию. В SWR-PDM используются раздельные системы классов для документов и для изделий, но обе системы классов обладают одинаково полным набором функциональности. Например, к списку атрибутов одного класса добавляются списки атрибутов всех вышестоящих классов. Для атрибутов могут быть определены уровни изменений, а именно: атрибут может быть одинаковым для всех версий объекта (изделия или документа) или может изменяться на уровне версии и даже итерации объекта. Как и документ, отдельное изделие может иметь дополнительные атрибуты, заданные пользователем.

Для каждого изделия можно указать атрибут «Масса», который по желанию пользователя вычисляется автоматически либо задается вручную. Благодаря этому решается проблема несогласованности структуры модели САПР со структурой реального изделия. Также допускается использовать объединенную структуру изделия, часть которой получена автоматически из САПР, а часть задана вручную.

SWR-PDM позволяет выполнять автоматический расчет количества применяемых изделий по всем уровням вложенности и вычислять массу сборки по массам составляющих изделий. Эти возможности используются для автоматического составления спецификаций и ведомости материалов.

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, AP214.

Задачей системы управления структурой и конфигурациями является не описание характеристик каждой отдельной детали, а задание набора объектов, которые представляют типовое определение изделия, необходимое для современного производства. Очевидно, что не существует единой модели изделия, которая удовлетворяла бы требованиям любой компании, поэтому необходимо получить модель, включающую большинство атрибутов компонентов, используемых в производстве.

Исходя из этого в основу системы положены первичные объекты, которые описывают компоненты и состав изделия. Компонент может представлять различные физические сущности, используемые в производстве, такие как материал, незавершенные детали, сборки, инструкции и руководства, комплекты и т.д. Изделие, сборочная единица или деталь описывается не единственным объектом с набором атрибутов, а коллекцией объектов и ссылок, которые определяют различные аспекты изделия. Например, определение изделия может состоять из нескольких конструкторских атрибутов, ссылок на поставщиков деталей, ссылок на чертежи и модели, созданные в САПР, и списка компонентов, составляющих всю сборку. Эти фрагменты информационного описания модели представляют собой объекты, описывающие изделие.

Благодаря этому система управления составом изделия может служить для решения следующих задач:

  • построение структуры изделия, синхронизация и отслеживание всех 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 (по результатам исследований консультационной фирмы CIMData, это является одним из самых перспективных направлений развития PDM-технологии, перехода к cPDm — collaborative Product Definition management).

В SWR-PDM все действия, выполняемые в системе управления составом изделия, синхронизированы (взаимосвязаны) с операциями над данными в системах управления документами и разграничения доступа. Точно так же, как и к документам, к изделиям применяются права доступа. В SWR-PDM пользователь может не просто присоединять документы к изделиям, но и при необходимости указывать, на основе какого документа строится элемент состава изделия. Подобный механизм делает возможным интеграцию с SolidWorks, а также с другими системами, модели которых состоят из группы взаимосвязанных файлов. Одновременно с этим работает механизм управления версиями объектов. Таким образом, пользователь получает инструмент для электронного определения изделия, отслеживания истории его изменения с возможностью отката к предыдущему состоянию.

В SWR-PDM явным образом различаются объекты «Документ» и «Изделие». Это позволяет раздельно управлять жизненным циклом документации, изделий, их экземпляров и партий, что отвечает требованиям CALS-технологии.

В начало В начало

Взаимодействие систем управления жизненным циклом, заданиями и правами доступа

Под жизненным циклом понимается атрибут объекта, описывающий степень (стадию) зрелости некоторого объекта — от появления первого представления об объекте до его устаревания. В PDM-системе стадия жизненного цикла объекта определяет в первую очередь порядок работы с объектом на той или иной стадии его жизненного цикла. Так, на начальном этапе разработки объекта доступом к нему обладают пользователи-разработчики, тогда как на этапе готовности объекта он утверждается и дальнейшие его изменения происходят по строго определенным правилам. Таким образом, права доступа к объекту зависят от стадии жизненного цикла этого объекта. Смена стадии жизненного цикла объекта приводит к автоматической смене прав доступа к этому объекту.

Смена стадии жизненного цикла часто должна выполняться по одобрении нескольких пользователей. Например, в случае утверждения документа требуется собрать несколько подписей. С помощью системы WorkFlow такие действия могут быть формализованы и автоматизированы PDM-системой.

Под термином WorkFlow (процесс выполнения работы) понимается механизм автоматического назначения задач различным пользователям в соответствии с рабочими процессами, принятыми на данном предприятии, а также способ формального описания таких процессов (бизнес-процессов).

Система WorkFlow базируется на настраиваемом списке процессов, каждый из которых формализует выполнение той или иной рабочей операции. Процесс описывается начальными условиями, результирующими действиями и собственно диаграммой процесса. Диаграмма процесса представляет собой направленный граф, в котором каждый узел означает некоторый этап выполнения процесса, а связи определяют очередность этапов и различные пути выполнения процесса.

Система управления рабочими процессами (WorkFlow) строится на основе системы рассылки электронных сообщений. Каждый потенциальный участник рабочего процесса обладает собственным специальным электронным почтовым ящиком, в который поступают все предназначенные для этого пользователя сообщения от системы WorkFlow. Основным типом входящего сообщения является информация о том, что некоторый процесс дошел до этапа, на котором требуется непосредственное участие данного пользователя. Электронный почтовый ящик обеспечивает возможность просмотреть информацию о процессе, о его текущем состоянии и его истории (кто, когда, что делал в рамках этого процесса), а также предоставляет возможность просмотреть/выполнить задачи, установленные на данном этапе для конкретного пользователя, и, собственно, выразить свое согласие/несогласие с переходом процесса к следующему этапу.

Система прав доступа SWR-PDM расширяется понятием роли, которую выполняет пользователь в том или ином проекте. Роль пользователя определяет, какие действия он может выполнять над объектами, формирующими проект. Набор разрешенных действий для конкретного объекта непосредственно зависит от стадии жизненного цикла этого объекта. Роль пользователя в проекте определяет лишь общие правила для объектов этого проекта. Эти правила могут уточняться для конкретных объектов или групп объектов внутри проекта.

В начало В начало

Архитектура системы, эксплуатационные характеристики и особенности внедрения

SWR-PDM построена по хорошо зарекомендовавшей себя трехзвенной архитектуре «клиент-сервер»:

  • сервер базы данных, который обеспечивает хранение документов (файлов и метаданных). SWR-PDM может поставляться как с внешним, так и с внутренним хранилищем файлов. В случае внутреннего хранения файлов повышается уровень безопасности хранения данных и упрощается администрирование. При внешнем хранении файлов усложняется процедура резервного копирования, но возрастает производительность внутренних алгоритмов работы с данными внутри хранилища. Пользователь может выбрать любой вариант инсталляции и при необходимости сменить вариант способа хранения файлов;
  • сервер приложений, обрабатывающий основную часть бизнес-логики системы, в том числе поддержку логической целостности данных, проверку прав доступа. Возможно обращение к системе через Web-интерфейс — путем написания кода для Web-сервера, который будет обращаться к серверу приложения. Сервер приложений и сервер баз данных могут быть установлены на несколько типов программно-аппаратных платформ, в частности «Intel + Microsoft Windows NT» или «SPARC + Sun Solaris/Linux»;
  • клиентская часть, позволяющая управлять всеми аспектами взаимодействия между пользователем и приложением. Кроме того, в клиентскую часть входит модуль интеграции с SolidWorks, а также обеспечена возможность интеграции с другими инженерными и офисными приложениями.

Сервер баз данных и сервер приложений реализованы в единой системе с помощью постреляционной СУБД Cache фирмы InterSystems (http://www.intersystems.ru/). Система Cache обеспечивает хорошую масштабируемость комплекса. При необходимости увеличения производительности обработки данных Cache позволяет физически разделить сервер данных и сервер приложений.

SWR-PDM использует объектную модель данных Cache, что позволяет легко наращивать число клиентов до многих тысяч, сохраняя высокую производительность. Это объясняется тем, что, в отличие от реляционных моделей, объекты Cache построены на основе транзакционной многомерной модели, доступ к данным которой не зависит от объема и сложности базы данных. На увеличение производительности влияет также использование блокировки при изменении данных, а не блокировки физических страниц при изменении базы данных, что вкупе с эффективным управлением данными в сетях обеспечивает высокую степень параллелизма.

Применение СУБД Cache позволяет сократить стоимость эксплуатации системы. В отличие от реляционных СУБД, приложения Cache прекрасно обходятся гораздо менее мощным оборудованием и не требуют большого объема работы по администрированию системы.

Система SWR-PDM может быть интегрирована с существующим информационным комплексом предприятия. SWR-PDM удовлетворяет принципам открытой системы, имея модульную структуру и интерфейсы прикладного программирования.

Серверная часть построена по объектному принципу и в то же время способна обеспечить либо реляционный доступ к данным через ODBC (удобный для интеграции с унаследованными системами), либо объектный (удобный для разработки новых приложений).

Архитектура SWR-PDM предусматривает доступ к хранилищу через Интернет с помощью Microsoft Internet Explorer. С практической точки зрения эта возможность позволяет:

  • автоматически предоставлять абонентам предприятия информацию об изменениях интересующей их документации;
  • создавать электронные каталоги выпускаемой продукции;
  • подключать заказчика к процессу проектирования и производства изделия (уже на этапе проектирования заказчик может влиять на конфигурацию выпускаемого изделия). Кроме того, для заказчика технически становится более доступной работа под заказ.

В SWR-PDM используется единая концепция пользовательского интерфейса для работы как с документом, так и с изделием. Внешне клиентское приложение SWR-PDM напоминает проводник Windows. Например, как и в проводнике Windows, доступен стандартный набор команд («Вставить», «Вырезать», «Удалить», «Копировать», «Свойства»), а также реализован полноценный механизм drag-and-drop — и для работы в дереве проектов (документов и изделий SWR-PDM), и для обмена между несколькими окнами SWR-PDM, а также для обмена файлами между SWR-PDM и приложениями Windows (например, Outlook Express и пр.).

SWR-PDM позволяет создать на предприятии единую информационную среду разработки изделий, 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 использовать 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 используется единое клиентское приложение SWR-PDM. Здесь можно провести аналогию с Microsoft Explorer, который позволяет подключиться к различным серверам в сети Интернет.

***

Мы ознакомили читателей с новейшей разработкой компании SolidWorks-Russia — системой управления инженерными данными SWR-PDM. Надеемся, что полученная информация будет полезна пользователям как SolidWorks, так и других САПР, которых интересует вопрос интеграции конструкторских приложений в единую систему документооборота предприятия.

«САПР и графика» 1'2003