В настоящее время корпоративные информационные системы предприятий со сложной структурой продукта обычно включают в себя три основные подсистемы, логически связанные единым информационным потоком:

системы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов — САПР;
системы управления инженерными данными — PDM (Product Data Management);
системы планирования и учета ресурсов предприятия — ERP (Enterprise Resource Planning).

Существуют различные подходы к определению круга задач этих систем. Однако на отечественных предприятиях большинство из них традиционно связывают с задачами технической подготовки производства.

Сейчас в мире нет фирм, которые могли бы предложить сквозное решение по всем подсистемам. Поэтому для предприятий очень важным является проблема выбора подсистем из множества предлагаемых решений. Необходимо, чтобы их функциональность соответствовала задачам предприятия и чтобы при этом решались вопросы стыковки между подсистемами. Эта тема очень объемна, и поэтому здесь мы остановимся только на требованиях к построению и функциональности системы управления инженерными данными в составе корпоративной информационной системы.

Непосредственное применение западных PDM-систем для предприятий, техническая подготовка производства которых строилась и строится на стандартах ЕСКД и ЕСТД, является проблематичным, так как имеются серьезные различия в определении и ведении спецификаций изделий, а также в проведении изменений. Для внедрения таких продуктов требуется, с одной стороны, их существенная адаптация (в том числе и русификация), а с другой — возможно, и изменение стандартов ведения конструкторской и технологической документации на предприятии. Кроме того, абсолютное большинство западных PDM-систем ограничивается только задачами определения изделий, не затрагивая процессы их производства. Существующие отечественные PDM-системы, напротив, ориентируются на действующие стандарты ЕСКД и ЕСТД, но в большинстве случаев не имеют достаточно функциональности, чтобы обеспечить систему управления ресурсами предприятия корректной информацией.

Модуль управления инженерными данными, о котором пойдет речь далее, входит в состав автоматизированной системы Omega Production, которая на российском рынке позиционируется как подсистема управления производством в составе корпоративной информационной системы БОСС-КОРПОРАЦИЯ компании «АйТи». Функциональность данного модуля во многом была основана на том, чтобы полностью обеспечить систему планирования ресурсов предприятия базовой информацией и возможностью ее корректного изменения.

Система Omega Production включает в себя следующие основные модули: управление инженерными данными; ведение и планирование трудозатрат; планирование себестоимости и цены изделий; планирование производства; оперативное управление производством; управление запасами; управление качеством и др. При этом модуль управления инженерными данными полностью интегрирован с модулями, относящимися к ERP-части системы.

Функциональные возможности системы Omega Production в управлении инженерными данными

Бизнес-процессы и функции, реализованные в модуле управления инженерными данными, позволяют создавать и вести данные об изделиях, о процессах их разработки и внедрения в производство, а также о процессах изготовления изделий, с использованием самых современных подходов, на основе стандартов ЕСКД и ЕСТД и с учетом требований международных стандартов ISO’9000 по управлению качеством.

Управление инженерными данными включает в себя управление конструкторскими спецификациями и управление технологическими спецификациями. Управление конструкторскими спецификациями решает задачи определения изделий в системе, а управление технологическими спецификациями — задачи определения процессов изготовления изделий.

Основные группы задач управления конструкторскими спецификациями таковы:

ведение данных и электронных документов по изделиям;
создание и ведение данных о структуре и составе изделий;
ведение справочника моделей продукции предприятия;
управление конфигурациями изделий;
управление изменениями изделий;
создание и ведение классификаторов;
обмен данными с конструкторскими САПР.

Ведение данных и электронных документов по изделиям

Изделие определяется в системе кодом (обозначением) и ревизией. Ревизионный механизм используется для отражения изменений в изделиях и хранения истории изменений в соответствии с требованиями стандартов качества ISO’9000. Информация об изделиях организована таким образом, чтобы обеспечивать работу ревизионного механизма при проведении изменений, отражать статусы и уровни продвижения в жизненном цикле изделий, обеспечивать авторизацию доступа и права по доступу к изделиям в соответствии с их статусом. Изменение статуса и уровня продвижения изделия в системе производится только после прохождения предопределенного процесса электронного согласования/утверждения.

В системе имеются механизмы настройки жизненного цикла объектов системы в соответствии с требованиями и задачами предприятия.

Существует развитая функциональность по получению различных отчетов входимости/применяемости изделий, в том числе в виде графического представления иерархии входимости.

К изделиям и их ревизиям могут быть подключены файловые документы, предоставляющие дополнительную графическую и текстовую информацию об изделии, при этом поддерживаются различные типы документов. Поддерживается механизм контроля изменений документов (check-in/check-out) и обеспечивается его связь со статусом и уровнем продвижения элементов, что позволяет вести в рамках системы электронный графический архив предприятия.

Имеется возможность ведения данных в общей базе конструкторских элементов о закрытых изделиях, которые видимы и доступны для работы только группам пользователей с определенными правами (рис. 1).

Создание и ведение данных о структуре и составе изделий

Задачи ведения данных о структуре и составе изделий реализованы на основе следующих базовых принципов:

cоответствие данных по спецификациям изделий стандартам ЕСКД, с обеспечением автоматизированных расчетов непосредственно по содержимому спецификаций и составу изделий;
обеспечение различных представлений структуры изделий;
обеспечение представления структуры изделий с различных «точек зрения»;
обеспечение представления структуры и состава изделий на любой заданный момент в прошлом.

Структура и состав изделий в системе могут быть представлены в виде спецификаций, соответствующих требованиям ЕСКД, в виде списков изделий либо в виде иерархических деревьев состава.

Поддерживаются различные виды спецификаций: единичные точные спецификации, групповые спецификации, общие спецификации. Редактор спецификаций содержит ряд функций, облегчающих создание спецификаций, копирование, преобразование из одного вида в другой, сравнение и т.д. По каждому из элементов, входящих в структуру изделия, может быть получена и представлена в рамках состава изделия любая дополнительная информация (рис. 2).

Управление конфигурациями изделий

Функциональность, реализованная в данном модуле, позволяет определять и вести информацию для изделий, имеющих большое количество вариантов комплектования, и обеспечивает формирование структуры и состава изделия в соответствии с требованиями заказчика.

Основой управления конфигурациями являются общие функциональные спецификации, общие конструкторские спецификации и матрицы собираемости, формируемые конструктором. На базе этой информации как заказчик, так и служба маркетинга предприятия могут формировать функциональные спецификации комплектаций изделий с последующим автоматическим получением точных единичных спецификаций комплектаций (рис. 3).

Управление изменениями изделий

Процедуры управления изменениями изделий моделируют следующие процессы: представление изменений на рассмотрение, согласование изменений, проведение их через подготовку производства и внедрение в производство на основе конструкторских извещений.

Процесс согласования конструкторских извещений (как и других объектов системы) при их движении в производство может выполняться с использованием встроенной электронной почты, позволяющей вести работу со сложными структурированными объектами.

В процессе прохождения конструкторского извещения все изделия, включенные в него, автоматически меняют статус документации и, следовательно, права доступа к ней — в зависимости от статуса извещения.

При этом система проводит проверку корректности извещения в соответствии с определенными правилами и обеспечивает наследование связей и информации по изменяемым изделиям. Для изделий сохраняется вся история изменений.

Цикл конструкторских извещений, схемы их согласования, схемы прав по работе с извещениями и их элементами гибко настраиваются в соответствии с требованиями предприятия (рис. 4).

Создание и ведение классификаторов

Система содержит функции и механизмы создания и ведения различных классификаторов: конструкторских элементов, материалов, стандартных изделий, а также любых других изделий, включенных в систему. Применение классификаторов способствует большей унификации изделий, что в конечном счете сокращает затраты на приобретение комплектующих и на само производство. Функции классификации обеспечивают эффективные механизмы поиска нужных изделий и материалов. Для каждой из групп изделий в классификаторе могут быть определены дополнительные параметры, характеризующие данную группу.

Обмен данными с конструкторскими САПР

Функциональность по импорту данных из конструкторских САПР в систему управления инженерными данными разрабатывается на стадии адаптации системы, с учетом используемой на предприятии САПР. В настоящее время имеются функции импорта данных по изделиям и их составу из системы Search (НПП «ИНТЕРМЕХ»). Разрабатываются функции импорта данных из системы iMAN (Unigraphics).

Ведение технологических спецификаций в системе Omega Production

К основным задачам ведения технологических спецификаций относятся:

cоздание и ведение технологических маршрутов изделий;
ведение информации об оборудовании и технологической оснастке;
ведение данных о технологических процессах и операциях;
ведение данных о подетально-специфицированных нормах расхода материалов;
координация подготовки производства;
проведение технологических изменений;
обмен данными с САПР технологических процессов.

Создание и ведение технологических маршрутов изделий

Технологические маршруты являются в системе одним из основных элементов определения производственного процесса. Данные технологических маршрутов, с одной стороны, тесно связаны с определением изделия, а с другой — являются основой расчета себестоимости изделия и подетального планирования цехов и участков предприятия.

В системе поддерживается несколько типов маршрутов: единственные, множественные, параллельные. Каждый из пунктов маршрутов относится к какому-либо из предопределенных типов. Маршруты могут отличаться по своему назначению и по готовности инфраструктуры производства к нужной серийности выпуска, что позволяет адекватно описывать различные производственные ситуации, выбирать изделия, проходящие обработку в заданном цехе и (или) на участке, выбирать для работы изделия с определенным типом обработки (рис. 5).

Ведение информации об оборудовании и технологической оснастке

Информация об оборудовании и технологической оснастке является базовой для разработки технологических процессов, нормирования трудозатрат на технологические операции, расчетов мощностей производства и цен изделий и т.д.

Информация об оборудовании состоит из нескольких групп, которые отражают различные аспекты его ведения и использования различными подразделениями, такими как отдел главного механика, подразделения отдела главного технолога, разрабатывающие технологические процессы, и цеховые технологи, бухгалтерия и др. Поддерживаются механизмы ведения годовых изменений оборудования и его ревизий.

В системе имеются справочники-классификаторы оснастки, позволяющие выстроить иерархию групп оснастки различных типов, задавать параметры оснастки и вести данные по определенным параметрам. Классификаторы связаны с системой ведения данных о проектировании и изготовлении оснастки для технологических процессов и изделий.

Ведутся данные и отчеты о метрологических поверках, по измерительному оборудованию и контрольной оснастке.

Ведение данных о технологических процессах и операциях

В системе управления инженерными данными поддерживается ведение единых справочников-классификаторов технологических операций, переходов, заготовок (рис. 6). Классификатор материалов является единым для предприятия, хотя у различных материалов и групп материалов могут быть и иные владельцы.

Для любого изделия можно задать и связать с пунктами маршрутов данные о технологических процессах его обработки. По каждой из операций технологического процесса определяются данные об оборудовании, оснастке, нормах расхода материалов, трудоемкости изготовления, а также другие данные, используемые в задачах планирования производства: расчет мощностей производства, нормирование трудоемкости и затрат, определение потребностей в материалах, управление качеством (статистическое регулирование технологических процессов) и т.д.

Поддерживается механизм создания технологических процессов изделий на основе общих технологических процессов.

Ведение данных о подетально-специфицированных нормах расхода материалов

На многих предприятиях основной объем архива технологических процессов хранится в виде бумажных копий, а его перевод в структурированную электронную форму требует значительных затрат времени и средств. В то же время для автоматизации управления производством и снабжением на предприятии необходимо иметь материальные и трудовые нормативы по изделиям в электронном виде — это традиционно входило в список задач АСУ предприятия.

Система содержит набор функций ведения данных о подетально-специфицированных нормах расхода материалов: о нормах расхода основного материала, материалов для гальванопокрытий, сварки, окраски, консервации, вспомогательных материалов. Формируются и данные об отходах.

Эти данные используются для расчета потребности в материалах на изделие и на программу изделий (в том числе в разрезе цехов) и являются базовой информацией для системы планирования производства.

Координация подготовки производства

Приложение ориентировано на технологов, занимающихся координацией подготовки производства по изделиям, основанием для которой являются конструкторские извещения, технологические извещения, а также иные основания, связанные с реорганизацией производства.

Функциями приложения являются ведение данных о технологической проработке извещений, выявление необходимости в проектировании технологических процессов и оснастки для изделий, планирование ресурсов на проектные работы, а также слежение за процессами проектирования и изготовления оснастки. Система формирует графики подготовки производства и карты технологической проработки.

Ввод информации об окончании подготовки производства по компонентам конструкторского извещения и по конструкторскому извещению в целом является событием, по которому в системе инициируется ряд проверок и наследований в сфере планирования и управления производством, разрешается выполнение ряда других процессов.

Проведение технологических изменений

Изменение технологических маршрутов, технологических процессов, норм расхода материалов производится на основании извещений об изменениях. Используется ревизионный механизм проведения изменений, а также ведение данных об истории изменений. Корректность извещений проверяется автоматически. Реализованы механизм согласования изменений и рассылка по внутренней электронной почте.

Опыт внедрения системы Omega Production

Наиболее масштабным было внедрение системы Omega Production на Минском тракторном заводе — одном из крупнейших машиностроительных предприятий Белоруссии. В настоящее время в промышленной эксплуатации находится около 200 рабочих мест. Из них примерно половину составляют рабочие места, относящиеся к модулю управления инженерными данными. На предприятии формируется сетевая инфраструктура, идет интенсивное внедрение системы на всех складах и в производственных цехах.

Кроме того, в настоящее время производятся адаптация и внедрение подсистемы управления инженерными данными на Брестском заводе газовой аппаратуры.

Система прошла подробное тестирование и получила положительную оценку на Минском автомобильном заводе и автобусном заводе, который является филиалом МАЗа.

«САПР и графика» 11'2000

Управление инженерными данными в автоматизированной системе управления предприятием