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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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