2 - 2002

Развитие систем PDM: вчера, сегодня, завтра…

Система Windchill

Виктор Беспалов, Валерий Клишин, Владимир Краюшкин

Разум показывает человеку не только внешний вид,
красоту и доброту каждого предмета,
но и снабдевает его действительным оного употреблением.
Козьма Прутков

Концепция системы Windchill

Архитектура системы Windchill

Программные решения системы Windchill

   Windchill PDM

   Windchill ProjectLink

   Windchill Design-to-Order

   Windchill PartsLink

   Windchill SupportLink

   Windchill SupplyLink

Применение решений системы Windchill

Концепция системы Windchill

В предыдущих статьях мы рассказали, как исторически развивался сектор продуктов PDM и какие компании доминировали на этом рынке. Сейчас мы остановимся подробнее на системе Windchill компании РТС, которая на сегодняшний день является, пожалуй, самым передовым продуктом в этой области.

Один из основных принципов, который неуклонно проводится в жизнь разработчиками систем PDM в компании РТС, гласит, что, с одной стороны, система должна строиться с учетом перспективы и тенденций рынка, а с другой — должна отвечать конкретным сегодняшним требованиям заказчиков, которые покупают ее для практического применения. Поэтому отслеживание тенденций рынка является одним из главных факторов, влияющих на концепцию разработки и совершенствования системы. Отметим тенденции, характерные для рынка PDM в последнее время:

  • усиление внимания к таким критериям, как качество корпоративного управления, оборачиваемость средств и окупаемость вложенных инвестиций;
  • потеря интереса к долгосрочным проектам с неопределенной фондоотдачей в будущем;
  • концентрация на проблемах конкурентоспособности и работе с привлеченными ресурсами;
  • дифференциация общих задач управления данными в ходе жизненного цикла в связанные специализированные группы задач по отдельным направлениям.

Сложившаяся под действием этих тенденций ситуация привела разработчиков компании РТС к идее специализации модулей внутри самой системы. Современные и ожидаемые в ближайшем будущем системы PDM должны строиться как множество взаимодействующих подсистем, решающих соответствующие группы задач. Перечислим эти подсистемы, то есть модули, и решаемые ими группы задач.

Прежде всего это собственно модуль PDM, который предназначен для решения следующих задач:

  • управление проектными данными;
  • управление внесением изменений;
  • управление конфигурациями объектов.

Модуль Document Management:

  • создание (внесение в интегрированную федеративную среду) информационных объектов любого рода;
  • внесение изменений в объектах любого рода, сохраняемых в федеративной среде;
  • хранение в федеративной среде объектов любого рода;
  • просмотр объектов любого рода;
  • эффективный расширенный поиск в федеративной среде объектов любого рода;
  • ведение полноценного архива объектов любого рода в федеративной среде;
  • вывод из употребления любого объекта, хранимого в федеративной среде.

Модуль Workflow Management:

  • создание банка формализованных описаний потоков работ, характерных для производственных процессов;
  • мониторинг процессов;
  • отслеживание личного пакета заданий для каждого из пользователей интегрированной сетевой среды;
  • отслеживание потоков работ между рабочими местами, подразделениями предприятия, предприятиями-субподрядчиками, поставщиками.

Модуль Lifecycle Management:

  • создание банка формализованных описаний этапов выполнения проектов различного типа (жизненного цикла изделия);
  • мониторинг состояния проектов с детализацией до этапа включительно;
  • осуществление взаимодействия с Workflow — банком данных по составу процессов каждого из этапов проекта;
  • назначение исполнительских полномочий и уровней доступа исполнителей по этапам жизненного цикла изделия.

Модуль Configuration Management:

  • сопровождение и управление составом изделия на этапах анализа техзадания, проектирования, эксплуатации, модификации, ремонта и утилизации.

Модуль Supply Chain Management (SCM):

  • автоматизация совместной работы с поставщиками и партнерами по обеспечению изделия оборудованием и комплектующими в соответствии с изменяющимися требованиями заказчика;
  • автоматизация параллельной работы со всеми поставщиками и партнерами на этапах проектирования и изготовления изделия;
  • оптимизация комплектации.

Модуль Customer Relationship Management (CRM):

  • автоматизация поддержки взаимодействия с заказчиками;
  • отслеживание удовлетворения специфики требований заказчиков по каждому из изделий, выполняемых на заказ.

Таким образом, данные модули должны быть ориентированы на информационное обеспечение совместного ведения проектов по созданию сложных промышленных объектов, а сами решения должны быть реализованы в концепции открытых систем, должны быть платформенно-независимыми и построенными на стандартах передачи и представления информации в Интернет.

Компания PTC активно взялась за разработку своих решений именно в этом духе и в 2002 году представила уже шестую версию системы Windchill, которая на практике реализует новую концепцию систем PDM.

Говоря о концепции системы Windchill, нельзя не упомянуть тот факт, что в результате глубокого анализа систем сетевого обеспечения, тенденций развития систем программирования и системного обеспечения был сделан акцент на отказ от традиционной клиент-серверной системы сетевого использования ресурсов в пользу федерализированной системы ассоциации ресурсов (более подробно об этом пойдет речь в следующем разделе).

Кроме того, в результате глубокого функционального анализа тенденций развития систем хранения данных было решено отказаться от традиционного подхода, связанного с предварительным построением универсальной модели данных предприятия. Взамен была реализована прогрессивная идея объединения «как есть», без предварительного сведения к единому формату всех данных из всех баз, входящих в информационную инфраструктуру крупного предприятия или корпорации. И наконец, был сделан поистине революционный шаг в построении автоматизированных систем корпоративного плана: инструментальные средства были включены в состав самой системы. Все это позволило компании РТС уже к концу 2000 года выпустить на рынок систему, которая, обладая способностью к практически безболезненному для пользователя и быстрому для заказчика развертыванию, реально может решать все задачи класса B2B для виртуальной корпорации.

В начало В начало

Архитектура системы Windchill

Рассмотрим архитектуру системы Windchill, представленную на рис. 1.

На самом нижнем уровне этой архитектуры расположен механизм Info*Engine для получения данных из любых, в том числе разнотипных, баз данных пользователя и из баз данных самой системы Windchill. Механизм получения данных из чужих систем через Info*Engine полностью идентичен механизму получения данных из собственных баз данных. Таким образом, устраняется необходимость выполнения предварительных трансляций данных чужих систем и построения предварительной единой модели данных предприятия. Если же требуется не только параллельная работа нескольких систем данных под управлением системы Windchill, но и конвертация данных из некоторых чужих систем непосредственно в систему Windchill для последующей работы уже только в ней, то и такой вариант может быть реализован через имеющийся механизм конвертирования.

Следующий уровень — это функциональность системы Windchill, скрытая от пользователя и позволяющая консолидировать в рамках сеанса пользователя данные от различных систем в единое пространство данных. Рассмотренные два нижних уровня образуют фундамент сетевого федеративного функционирования системы Windchill. Теперь вовсе не обязательно иметь одну большую машину-сервер, требования к производительности и объемам памяти которой растут на промышленных предприятий всегда быстрее, чем это может обеспечить рынок железа. Вместо того чтобы закупать все более и более быстродействующие технические средства для хранения постоянно увеличивающихся массивов данных, полностью описывающих (на одном сервере!) информационную деятельность корпорации (как это было при использовании систем PDM предыдущих поколений), теперь в системе Windchill предлагается федерализировать используемые данные. К тому же это делается не столько на основе их перемещения на сервер данных, сколько путем их консолидации (федерализации) на их родных местах хранения на множестве серверов в сети.

Однако простая консолидация данных еще не решает собственно задач доступа к данным. В целях эффективного решения таких задач все они были разделены на две группы — администрирования и обеспечения достоверности и актуальности. Для решения первой группы задач служит модуль «Администрирование», непосредственно взаимодействующий с уровнем консолидации сетевых данных корпоративного уровня. После выполнения последовательности задач администрирования данных сами данные передаются на лежащий выше модуль «Защиты данных», предназначенный для гарантированного обеспечения достоверности данных в рамках сеанса взаимодействия с пользователем.

Успешное и эффективное решение задач управления консолидированными данными позволяет перейти к специализированным задачам базовых подсистем PDM: Document Management, Workflow Management и Lifecycle Management. Архитектурное трехъярусное решение взаимодействия этих подсистем позволяет производить такого рода объединение наиболее эффективным образом. Именно так строится работа с данными в современных крупных корпорациях. Схемы жизненного цикла изделия разбиваются на отдельные этапы. Прежде всего это абстрактный (верхний) уровень архитектуры Windchill, называемый «Поддержка жизненного цикла». Каждый этап связан с потоками работ на лежащем ниже уровне Workflow. Любая работа выполняется конкретным исполнителем для того, чтобы обеспечить то или иное управляемое взаимодействие с документом-объектом данных Windchill — это уровень управления документооборотом. Все рассмотренные «горизонтальные» уровни архитектуры образуют базовую функциональность системы Windchill и, следовательно, доступны в рамках всех прикладных процессов, поддерживаемых в системе для любого пользователя при работе с любым типом данных или объектом данных системы Windchill.

Выше уровня «Базовая функциональность» располагается множество подключаемых по необходимости модулей «вертикальных» приложений системы Windchill, реализующих прикладные функции. К таким приложениям можно отнести PDM, Сonfiguration Management, SCM, CSM, CRM и др. Для более полного и эффективного управления данными поверх «вертикальных» приложений системы Windchill на месте пользователя реализуется еще и задача визуализации данных. Пользователь имеет возможность в рамках своего рабочего места Windchill (а не специализированного места САПР!) просматривать, измерять, рассекать, вычленять, перемещать, вращать, передвигать по всем осям и анимировать сцены из трехмерных CAD-моделей, вести сетевые телеконференции, обмениваясь пометками и замечаниями на панели дискуссий, и т.д. Все эти и другие функции, например рендеринг, алиасинг, рейтрейсинг, решаются в архитектуре системы Windchill на уровне визуализации.

В системе предусмотрена интеграция практически со всеми применяемыми сейчас САПР: Pro/ENGINEER, AutoCAD, CATIA, Unigraphics, SolidWorks и др.

Рассмотренные архитектурные принципы построения системы Windchill, являясь ноу-хау компании PTC, позволили революционизировать ситуацию в сфере разработки систем CPC. Теперь можно не тратить силы разработчиков на создание и переписывание единой модели данных и не разрабатывать множество конверторов «База данных — База данных», а ограничиться реализацией унификации доступа к любой имеющейся базе данных через Info*Engine. Можно не распылять силы поддержки и внедрения на описание работы с каждым типом данных, а воспользоваться раз и навсегда описанной технологией работы с данными в виде Workflow для любых типов данных.

Построение системы Windchill на вышеописанных архитектурных принципах позволило добиться сочетания практической нацеленности продукта, легкости в использовании и оптимальности по соотношению «цена/производительность». Унифицированная методология внедрения системы многократно апробирована; обеспечена простота расширения функциональности. Говоря о легкости в использовании, следует подчеркнуть, что система Windchill имеет интуитивно-ясный платформенно-независимый Web-интерфейс пользователя, позволяющий легко производить настройку под конкретного заказчика, включая русскоязычного.

В начало В начало

Программные решения системы Windchill

Реализация современного подхода к разработке программных продуктов в области PDM на основе перспективной концепции и передовой архитектуры позволила компании РТС предложить корпоративным заказчикам полнофункциональную систему Windchill, эффективно решающую задачи автоматизации информационного обеспечения разработки, производства, эксплуатации и утилизации сложных современных промышленных изделий. Система представляет собой целый спектр готовых решений, то есть отдельных модулей (package), которые предназначены для решения конкретных практических групп задач, связанных между собой и соответствующих типовым задачам информационной поддержки совместной разработки, изготовления и сопровождения продукции. Такая организация системы Windchill дает возможность выбрать необходимую функциональность для конкретного заказчика с учетом его специфики, позволяет упростить процедуру и значительно сократить время развертывания и внедрения системы. Кратко остановимся на предлагаемых готовых решениях системы Windchill версии 6.0, вышедшей осенью прошлого года.

В начало В начало

Windchill PDM

Этот модуль предназначен для решения задач автоматизации управления всем комплексом производственных данных об изделии, включая данные иных CAD-, CAM-, PDM-систем, а также для визуализации систем. Windchill PDM обеспечивает cледующую функциональность:

  • универсальный и функционально полный механизм структурирования данных и документов по проекту;
  • использование апробированных практических наработок в части внесения и утверждения внесенных изменений;
  • визуализация навигации по структуре объекта, простановка пометок, автоматизация модифицирования;
  • интеграцию моделей и данных из различных машиностроительных, механических, электрических и других специализированных САПР;
  • «бесшовную» интеграцию с системами ERP, PPS, СУБД и другими производственными системами.
В начало В начало

Windchill ProjectLink

Модуль предназначен для решения задач информационной поддержки ведения совместных проектов и обеспечивает:

  • единое хранилище для всей информации, имеющей отношение к проекту;
  • идеологию портала, то есть полнофункционального Web-ресурса корпорации для доступа к данным и управления информацией по этапам проекта и поставкам;
  • автоматизацию процессов управления цепочкой проектировщиков B2B;
  • внутренний встроенный механизм администрирования проектов и их участников;
  • визуализацию информации от разнотипных рабочих приложений;
  • инструментальные средства для совместной разработки: онлайновые телеконференции, дискуссионные сетевые форумы, пересылаемые пометки, общие доски объявлений и т.д.
В начало В начало

Windchill Design-to-Order

Данный модуль служит для автоматизации задач, возникающих при проектировании сложных изделий на заказ и обеспечивает:

  • возможность для заказчиков, проектировщиков и поставщиков оборудования участвовать в конфигурировании изделия через Web-интерфейс сетевого взаимодействия;
  • мониторинг проекта;
  • учет альтернативных вариантов при организации, изменении и ведении базы данных по структуре изделия;
  • портал производственных подразделений крупной корпорации и цехов для оперативной работы по проектам;
  • построение фотореалистичных картинок выбранных частей изделия (узлов, агрегатов, совокупности деталей) с выполнением сечений, разрезов, образмеривания.
В начало В начало

Windchill PartsLink

Этот модуль предназначен для автоматизации работы в цепочке поставщиков при проектировании на заказ. Включает в себя динамический интерактивный Web-каталог комплектующих и оборудования. Windchill PartsLink обеспечивает:

  • высокопроизводительный параметрический пополняемый электронный каталог изделий с расширенной функцией поиска и ранжирования под запрос;
  • генерацию по требованию пользователя моделей САПР как в формате Pro/ENGINEER, так и в других форматах;
  • основанный на стандарте RosettaNet механизм опроса одновременно нескольких электронных каталогов с функцией генерации общего отчета по результатам опроса;
  • накопление статистики и отслеживание частоты использования каталогов;
  • инструментальные средства создания и ведения новых каталогов.
В начало В начало

Windchill SupportLink

Модуль служит для автоматизации информационной поддержки сложных изделий на этапах изготовления, эксплуатации, обслуживания и ремонта. Windchill SupportLink обеспечивает:

  • интерактивный информационный сервис по эксплуатации и ремонту изделий;
  • управление гарантийными и договорными работами по обслуживанию поставленных изделий;
  • контроль нового, замененного и отремонтированного оборудования и комплектующих в составе эксплуатируемого экземпляра изделия;
  • контроль рабочих характеристик оборудования и комплектующих с привязкой к этапам их жизненного цикла;
  • настройку индивидуальных порталов по заказам и обслуживанию изделий.
В начало В начало

Windchill SupplyLink

Этот модуль предназначен для быстрого сопряжения информации между проектными организациями, изготовителями и OEM-партнерами и обеспечивает:

  • Workflow, объединяющий OEM-партнеров, подрядчиков, производственные подразделения и сборочные цеха;
  • автоматизацию запросов на внесение изменений и рассылку извещений;
  • визуализацию и разметку чертежно-графической информации по проекту;
  • управление поставщиками;
  • автоматизацию управления выбором качественных комплектующих и приоритетных закупок;
  • полную интеграцию с PDM-системами для организации совместного выполнения проектных работ.
В начало В начало

Применение решений системы Windchill

Для того чтобы продемонстрировать назначение готовых решений системы Windchill в их взаимодействии, рассмотрим в качестве примера типичный жизненный цикл изделия и выделим области наиболее эффективного применения этих решений. Предположим, что жизненный цикл изделия состоит из шести стандартных этапов:

  • Concept — разработка концепции, составление технических требований, технического задания и эскизного проекта;
  • Design — проектно-конструкторская деятельность, связанная с конструктивной проработкой сложного изделия, его сборочных единиц, узлов, агрегатов и отдельных деталей, то есть рабочий проект;
  • Pre-Production — технологическая подготовка производства;
  • Production — этап изготовления изделия;
  • Operation — эксплуатация поставленного в соответствии с заказными спецификациями изделия;
  • Retirement — деятельность по ремонту, заменам, разборке и утилизации эксплуатируемого изделия.

Для некоторых этапов указанного жизненного цикла и для ряда комбинаций таких этапов уже сложились типовые группы задач управления данными, относящимися к изделию. От качества решения этих отдельных задач зависит эффективность управления жизненным циклом изделия в целом. На рис. 2 в виде схемы представлено соответствие поставляемых в рамках рассмотренных выше готовых решений системы Windchill и типовых задач управления этапами жизненного цикла.

Проанализировав покрытие задач соответствующими программными решениями системы Windchill, можно сделать следующий вывод. Разработанные компанией РТС решения в области систем управления инженерными и производственными данными полностью удовлетворяют потребности информационного взаимодействия всех участников промышленного проекта любой степени сложности. Совокупность решений Windchill представляет собой гибкую, настраиваемую и открытую систему, причем отдельные решения могут использоваться как самостоятельно, так и совместно с другими, обеспечивая нужную функциональность.

Это позволяет говорить о том, что именно компанией PTC на сегодняшнем этапе развития реально решена задача создания не просто расширенной системы PDM, или PDM-портала предприятия, а перспективного взаимосвязанного комплекса программных средств для информационной поддержки жизненного цикла изделий. Такая организация системы Windchill дает возможность в короткие сроки и с большой эффективностью развертывать на конкретном предприятии с учетом его специфики ту или иную конфигурацию, необходимую для решения задач управления данными. Новаторский подход, тщательный учет требований промышленности, новейшие технологии и работа коллектива высококлассных специалистов РТС являются твердой гарантией успешной совместной деятельности компании и заказчика по внедрению и практическому использованию систем PDM. 

«САПР и графика» 2'2002