2 - 2005

Путь НТЦ АПМ в единое информационное пространство

Петр Шильников

CALS или PLM?

Обеспечение совместимости с форматом STEP

Следующие шаги

CALS-технология, или технология непрерывной компьютерной поддержки полного жизненного цикла изделия, является в настоящее время самой передовой из информационных технологий. CALS-технология — это реализация инициативы CALS, возникшей в 80-е годы в Министерстве обороны США (рис. 1).

Приведенный рисунок, взятый из NATO CALS Handbook версии 2002 года, очевидно, уже хорошо знаком читателям. Из рисунка видно, что основной инструмент CALS — это SDE (Shared data environment — среда совместно используемых данных). В русскоязычной литературе чаще используется термин «единое информационное пространство». Мы не ставим себе целью дать полное и подробное описание инициативы CALS, наша задача — показать отношение конкретной фирмы, НТЦ АПМ, к этой инициативе, а также то, как НТЦ АПМ интегрирует свои программные продукты в единое информационное пространство.

CALS или PLM?

Эти понятия часто путают, а некоторые даже наивно полагают, что речь идет об одном и том же. В действительности же, несмотря на некоторое сходство, CALS и PLM — это два противоположных подхода к достижению единой цели, которая заключается в полном объединении всех задач, решаемых с помощью компьютера, на всех этапах жизненного цикла изделия: маркетинг, подготовка производства (проектирование, конструкторская и технологическая подготовка производства), материально-техническое снабжение, производство, контроль, упаковка и хранение, распределение, эксплуатация и утилизация (см. стандарты серии ISO 9000).

Подход PLM, суть которого отражена в рис. 2, состоит в том, чтобы обеспечить решение всех задач с помощью набора взаимоувязанных программных продуктов одного крупного разработчика программного обеспечения. На этом же рисунке просматривается и основная возникающая при этом проблема — зависимость пользователя от программных продуктов одного разработчика.

Подход CALS, наоборот, за­ключается в том, чтобы освободить пользователя от зависимости от одного разработчика. Основа подхода — это вышеупомянутое SDE, или единое информационное пространство, построенное на применении международных стандартов представления данных. Основным стандартом является ISO 10303 STEP (STandard for Exchange of Product model data — Стандарт обмена данными модели изделия). Статус международного стандарта обеспечивает два очень важных свойства STEP (рис. 3) — стабильность (стандарт пересматривается примерно раз в пять лет, и новые версии не изменяют и не отменяют, а дополняют старые) и общедоступность (необходимые для практической работы материалы по стандарту либо находятся в свободном доступе в Интернете, либо могут быть куплены в официальных органах стандартизации, например во ВНИИКИ).

Для России, по нашему мнению, CALS является единственным приемлемым решением. В связи с этим мы ориентируемся на CALS. Мы не стремимся к тому, чтобы искусственно привязать пользователей исключительно к нашей линейке программных продуктов. Нам не страшна открытость наших продуктов, то есть возможность передачи созданных нашими продуктами данных в другие системы, поскольку отношение функциональных возможностей наших продуктов к их цене обеспечивает им достаточную конкурентоспособность.

В начало В начало

Обеспечение совместимости с форматом STEP

Таким образом, для НТЦ АПМ обеспечение совместимости со STEP — это не маркетинговый ход с целью повышения рейтинга за счет получения модного ярлыка «совместимый со STEP». Совместимость со STEP для НТЦ АПМ — одна из составляющих глобальной стратегии его развития.

STEP — универсальный формат, состоящий из нескольких сотен томов. В формате STEP стандартизовано представление данных на различных уровнях: физическом (формат данных), логическом (структура данных) и концептуальном (смысл данных). Обеспечение работы с данными в формате STEP — это гарантия работы на всех уровнях.

Физический и логический уровни представления данных охватываются специальными программными продуктами SDAI (Standard Data Access Interface — Стандартный интерфейс доступа к данным), общие требования к которым в STEP также стандартизованы. В мире существует 11 официально признанных реализаций SDAI. Мы остановились на 12-й реализации, единственной на данный момент в России. Хотя выбранная нами реализация SDAI не входит в официальные списки корпорации PDES (http://pdesinc.aticorp.org), использование ее в некоторых российских программных продуктах подтвердило ее способность работать с данными STEP.

Наиболее сложная задача — обеспечение работы на концептуальном уровне. Для описания концептуального уровня в STEP используется специальный язык концептуальных схем данных EXPRESS. Различные предметные области, подлежащие компьютерной автоматизации, описываются в STEP в виде EXPRESS-схем.

Оборотной стороной универсальности и мощности STEP является наличие большого количества разнообразных взаимосвязанных классов данных (Entity-сущностей). Имеющийся в STEP набор сущностей позволяет описывать один и тот же объект различными способами, с разной степенью удобства, полноты и детализации.

Реальное достижение совместимости со STEP на концептуальном уровне состоит в том, чтобы обеспечить возможность работы со всеми подобными вариантами. Для того чтобы решить эту задачу, мы используем универсальный интерпретатор данных STEP — построенный на SDAI так называемый раскрутчик. Раскрутчик знает концептуальный уровень данных STEP и способен извлекать из модели изделия нужные данные в необходимой последовательности. С помощью некоторых широко распространенных технологий программирования раскрутчик связывается с ответной частью раскрутчика, которая ничего не знает о STEP и ориентирована только на работу с внутренними данными наших программных продуктов (рис. 4). Такое разделение труда обеспечивает высокое качество работы пары «раскрутчик — ответная часть раскрутчика» и облегчает программную реализацию.

Далее мы приведем примеры изделий, загруженных из обменного файла STEP с применением описанной технологии (рис. 5, 6, 7).

Список протоколов STEP

В начало В начало

Следующие шаги

В настоящее время наиболее распространенным протоколом STEP среди машиностроительных CAD-систем является протокол AP203 — Configuration controlled design (конструкция, находящаяся под управлением конфигурации). Протокол AP214 мы в расчет не принимали, поскольку, несмотря на его широчайшие возможности, реально CAD-системы, включая даже таких лидеров, как Unigraphics и CATIA, поддерживают лишь его незначительное подмножество, совпадающее с AP203. Список протоколов STEP, который постоянно расширяется, приведен в таблице. Кроме вошедших в данный список протоколов STEP, существует несколько сотен так называемых прикладных модулей, или мини-протоколов. В соответствии с принятым в корпорации PDES новым подходом к разработке стандарта STEP, из мини-протоколов будут компоноваться большие прикладные протоколы, как это уже сделано для последней версии AP203 (см. таблицу).

Существуют и другие EXPRESS-схемы, получившие меньшее распространение (например, схемы для ГИС, геологических данных, стальных конструкций, тестирования электронной аппаратуры и т.д.). Мы не будем приводить их описания, скажем только, что используемые нами универсальные программные инструменты для работы с данными STEP позволяют нам в минимальные сроки освоить работу с любой из упомянутых, а также не упомянутых здесь EXPRESS-схем. Необходимое условие — всего лишь проявление интереса к любой из EXPRESS-схем со стороны наших клиентов.

В начало В начало

«САПР и графика» 2'2005