Инженерная мысль в России всегда шла и продолжает идти своим путем, подчас весьма своеобразным. Все наверняка понимают, как и почему такая ситуация сложилась у нас, и повторяться незачем... Все помнят бум автоматизации 80-х годов прошлого века, пик компьютеризации 90-х, а сейчас мы стали свидетелями расцвета информационных технологий. А многие ли из этих технологий имеют право называться таковыми? На этот вопрос ответить могут немногие, и мы тоже не претендуем. Просто посмотрим на него с точки зрения отдела информационных технологий ОАО «МЗ «Арсенал».

Завод «Арсенал» — предприятие d машиностроительной отрасли известное и вполне авторитетное. «Арсенал» имеет давнюю историю, сложившиеся традиции в области проектирования и технического новаторства.

При широком спектре наукоемкой продукции и чрезвычайно длительном ее жизненном цикле (иногда более 20 лет!), в условиях постоянного увеличения объема и интенсивности технического документооборота и при жесткой отраслевой конкуренции осознание необходимости внедрения системы управления инженерными данными стало жизненно важной потребностью завода.

2. Поиск решений. Выбор. Пилотный проект

Вытапливай воск, но сохраняй мед.
Козьма Прутков

Вышеупомянутые особенности обусловили жесткие требования к системе управления инженерными данными. В 1999 году руководство завода провело большую работу по маркетинговому анализу рынка PDM-систем и пришло и выводу, что необходима PDM-система четвертого поколения. Из предлагаемого тогда российскому потребителю многообразия PDM-подобных решений были отвергнуты в принципе не устраивающие системы и сделан единственно возможный на тот период выбор — PDM SmarTeam c прилагающимся к нему за дополнительную плату решением, адаптированным к требованиям российского производителя. Это решение, однако, не вполне удовлетворяло нашим потребностям, в связи с чем был начат пилотный проект по внедрению системы управления инженерными данными на заводе силами заводского управления информационных систем.

3. Критический анализ готовых решений на основе PDM SmarTeam — учимся на чужих ошибках

Незрелый ананас, для человека
справедливого, всегда хуже зрелой смородины.
Козьма Прутков

В самом начале развертывания проекта были предприняты попытки изыскать какие-либо готовые решения, базирующиеся на SmarTeam, которые можно было использовать без особых доработок. Однако на тот момент (как, впрочем, и сейчас) таковых не оказалось.

Вот основные недостатки системных реализаций, исследованных нами:

отсутствие четкой, продуманной структуры классов объектов инженерных данных (отраслевого решения для предприятий нашего профиля);
отсутствие системы идентификации объектов как таковой: невозможно однозначно, корректно и быстро присвоить объекту его идентификатор (это обусловлено практическим отсутствием правил идентификации или невозможностью их настройки на отечественные и международные стандарты);
грубые нарушения правил объектно-ориентированного проектирования: например, допущение абсурдных, даже с обывательской точки зрения, связей (возможность создания в объекте «деталь» дочернего объекта «инженер», а в нем, в свою очередь, дочернего объекта «предприятие»);
отсутствие правил работы в многопользовательской среде: права пользователей, их иерархия, профили (набор приписываемых пользователям функций) и, следовательно, отсутствие возможности самой многопользовательской работы;
громоздкий «неудобоваримый» интерфейс со злоупотреблением многооконностью.

Это не весь список, но и его было достаточно, чтобы понять: потеть придется самим.

4. Предметная система идентификации КД. Ведение проектов. Разузлование. Операции с КД. Интеграция с CAD/CAE-системами

Отыщи всему начало, и ты многое поймешь.
Козьма Прутков

В основу системы идентификации изделий собственного проектирования нами была положена широко известная (как за рубежом, так и в России) схема обозначения изделий по предметной системе. Вкратце: обозначение разбивается на элементы, каждый из которых соответствует уровню вложенности объекта. Таким образом, каждое обозначение позволяет легко найти местоположение объекта (детали, сборочной единицы, документа) среди множества других, внесенных в перечень объектов и первичную применяемость. Поиск здесь удобен для пользователя и одновременно легко реализуем в системе. Также значительно упрощается занесение объекта в БД, при этом практически устраняется возможность случайных ошибок, неизбежных при ручном вводе. Другим плюсом является возможность гибкой настройки шаблонов обозначений под конкретные потребности с учетом сложившихся правил.

Понятно, что ведение проектов SmarTeam должно быть удобным в первую очередь для пользователя-инженера. Основное время на первых этапах и ушло на настройку интерфейса пользователя.

С течением времени в числе прочих были решены и такие задачи, как разузлование (автоматический подсчет суммарной входимости любой родной или заимствованной подсборки/детали в изделие), процедуры согласования КД (проверка, тех- и нормоконтроль, утверждение и т.п. по методологии потока работ — workflow).

Помимо весьма глубокой интеграции с CAD-системой SolidWorks 2001 Plus была решена задача продвинутой интеграции с AutoCAD 2000 — генерация чертежей (в том числе многолистовых) с заданными начальными характеристиками: формат, масштаб и т.д., заполнение основной надписи.

В настоящее время решается вопрос интеграции SmarTeam со специализированными CAD/CAE-системами (системы разработки и проектирования электронных и электрических схем, системы инженерных расчетов).

5. Идентификации нормалей. «Параметрический стандарт». Построение параметрических моделей нормалей

Если бы вся вселенная обратилась
в одно государство, то как не установить повсюду одинаковых законов?
Козьма Прутков

Под нормалью мы понимаем геометрический объект, свойства которого описаны стандартами (например, крепеж). Вообще, нормалью может считаться и элемент детали (отверстие, резьба).

К сожалению, в России в принципе отсутствует более-менее формализованная система построения идентификаторов (обозначений) нормалей (такая же ситуация с сортаментом и материалами). Это не позволяет в рамках объектно-ориентированной системы осуществлять эффективное управление инженерными данными. Нами были предприняты попытки маркетингового поиска систем учета и идентификации (и классификации) нормалей. К сожалению, систем, полностью удовлетворяющих нашим запросам, мы не нашли. Поэтому в основу нашей системы идентификации нормалей были положены те же фундаментальные принципы, что и при идентификации КД. Не скроем, при этом мы использовали сторонний опыт.

Был разработан интерфейс, позволяющий пользователям (как в среде SmarTeam, так и вне ее) создавать параметрические модели нормалей с уникальным идентификатором. При этом пользователь работает в среде, максимально приближенной к привычной ему работе с текстом стандарта. Для этого пришлось создать «параметрический стандарт», практически смоделировав действия пользователя. Такой подход позволил упростить и перенести в среду SmarTeam управление данными, извлекаемыми из стандартов.

6. Система классификации материалов. Марка как свойство. Сортамент как объект смешанной природы

Не в совокупности ищи единства,
но более — в единообразии разделения.
Козьма Прутков

Со старых времен нам достались различные, часто противоречащие друг другу системы классификации и кодирования материалов, разработанные в различных ведомствах. Это путает как рядовых потребителей ПО, так и разработчиков. Во всяком случае, мы не встречали систем, позволяющих гибко классифицировать марки и сортамент, а тем более настраивать принципы классификации.

Идея классификации материалов по различным признакам и легла в основу нашей разработки. Так, в зависимости от количества признаков материала (марка, прокат, сортамент, отрасль применения) он может появиться в стольких деревьях (их ветвях), сколько у материала признаков, то есть все будет зависеть от принципа отбора и отображения. При этом материал как объект будет присутствовать в системе в единственном числе.

Материал-марка по принятой нами идеологии является, по сути, свойством детали, нормали или сортамента. Кстати, о сортаменте: в нашей классификации он обладает свойствами как материала, так и нормали, то есть имеет смешанную природу. Поэтому при управлении сортаментом мы используем и приемы работы с нормалями, и методику управления материалами.

7. Система идентификации комплектующих изделий (КИ)

Во всех частях земного шара имеются свои,
даже иногда любопытные, другие части.
Козьма Прутков

В системе идентификации КИ используется тот же подход, что и при работе с нормалями, но в упрощенном виде. Главенствующим в объекте КИ является его обозначение, состоящее из вида КИ и стандарта на него. При этом в работе с CAD-моделью КИ мы также представляем его упрощенно.

Логично, что комплектующими могут считаться изделия не только сторонних производителей, но и собственных специализированных производств (например, печатные платы в сборе и т.п.). В таком случае в «собирающей» CAD-системе печатная плата является комплектующим, а в специализированном ПО (в PCAD, например) — объектом проектирования.

8. Система подготовки технологических процессов

Влюбленный в одну особу страстно — терпит другую токмо по расчету.
Козьма Прутков

Известно, что системы подготовки ТП — явление, характерное исключительно для России (рассмотрение причин этого выходит за рамки статьи). На Западе вообще не существует готовых решений по разработке ТП, встроенных в PDM-системы. Российские же разработки по своей функциональности фактически не попадают в класс PDM-систем.

В связи с этим мы встали перед выбором: самим разрабатывать программную среду подготовки ТП на основе SmarTeam либо воспользоваться готовой отечественной системой проектирования ТП, интегрировав ее с SmarTeam. Правда, нам предлагали вариант «технологической» надстройки к SmarTeam, однако он грешил все теми же недостатками: некорректная структура классов объектов, ошибки системы идентификации и т.п. Но самое главное — в этом варианте отсутствовала преемственность проектируемой технологической документации относительно конструкторской.

Мы подошли к решению этой проблемы с учетом наших возможностей и конкретных сроков, принципиально разделив понятия маршрутного и пооперационного техпроцессов, в результате чего стало очевидно, что если задачу разработки пооперационных техпроцессов можно передать специализированной отечественной системе, то маршрутные целесообразней проектировать в среде SmarTeam.

При выборе систем разработки ТП мы рассматривали два варианта: «ТехноПро» (разработка группы «Вектор») и TechCard (разработка НПП Интермех). Обе системы нас удовлетворяли, и каждая имела свои особенности и преимущества. В итоге была выбрана система TechCard.

В настоящее время мы разрабатываем интерфейс SmarTeam–TechCard для обмена данными между этими системами. Сегодня обмен данными осуществляется через модель/чертеж SolidWorks. Однако мы отнюдь не исключаем, что со временем большая часть функциональности будет реализована средствами SmarTeam, тогда как TechCard будет использоваться для решения узкоспециализированных задач.

9. ERP

Начинай от низшей степени,
чтобы дойти до высшего;
другими словами: не чеши затылок, а чеши пятки.
Козьма Прутков

Эволюция организационно-экономических АСУ (АСУП для промышленных предприятий) общеизвестна: MRP ® MRP II ® ERP (уже ожидается появление ERP II, CSRP, SCM и т.д.).

«Арсеналу» необходима полнофункциональная организационно-экономическая система для управления материальными, финансовыми ресурсами и персоналом (интегрированные АСУП в терминологии ОРММ II — общеотраслевых методических материалов по АСУП бывшего Минприбора СССР — или ERP-система с отраслевыми решениями под проектирование на заказ наукоемкой продукции, в том числе и ВиВТ).

Можно экстерном окончить школу и вуз, но в любом случае придется последовательно сдавать тесты и экзамены в соответствии с учебными планами. Рассмотрим развитие ERP на «Арсенале» через призму этой метафоры:

первый шаг (выбор профессии, учебного заведения) — выбор подходящей ERP-системы (располагающей референтными моделями и интегрируемой по данным или по процессам с PDM-системой) и ее поставщика;
начальное образование — управление материальными потоками основного производства при проектировании и изготовлении на заказ (функциональность MRP);
среднее образование — управление материальными потоками основного и всех обеспечивающих производств с организацией управленческого учета, бюджетирования и фискальной отчетности (MRP II с функциями бухгалтерии);
высшее образование и первый профессиональный опыт — синхронное управление при выполнении заказа специфицированными по процессам ресурсами, ориентированное на получение заданных экономических показателей (параметров).

Для инженера профессиональный рост и повышение квалификации — вещи обязательные, если он настоящий специалист. Поэтому высшим образованием процесс не заканчивается, но дальнейшие этапы мы рассмотрим позже, после выполнения хотя бы первых трех шагов, то есть после получения нами хорошего «среднего образования».

9 1/2. PR

Человек ведет переписку со всем земным шаром,
а через печать сносится даже с отдаленным потомством.
Козьма Прутков

Ну вот мы и подошли к той «половине» идеи, которая была заявлена в заголовке. Мы уже достигли в нашей работе такого этапа, когда можно предоставлять результаты на всеобщее рассмотрение, поскольку не зная, как относятся к нашим идеям другие, без их отзывов, без конструктивного диалога с ними, сами согласитесь, работать сложно — это одна из самых главных (на определенном этапе) составляющих любого проекта. Именно потому данная статья и появилась. И это уже полдела!

«САПР и графика» 4'2003

Девять с половиной идей

1. История вопроса