11 - 2001

Развитие систем PDM: вчера, сегодня, завтра…

Виктор Беспалов, Валерий Клишин, Владимир Краюшкин

Что есть лучшего? — Сравнив прошедшее, свести его с настоящим.
Козьма Прутков

Самым революционным преобразованием в промышленности за последние десятилетия явилось то, что чертежно-конструкторская документация перестала быть единственным языком техники. Сама жизнь потребовала разработки языка, в состав которого входили бы не только графические, но и другие данные, необходимые для полного описания изделия или продукта. Среди этих актуальных в настоящее время данных — электронные модели, тексты, таблицы, результаты расчетов, различные изображения, анимация, медиа-данные и т.д. Язык из чертежно-ориентированного должен был стать объектно-ориентированным или, если воспользоваться модным термином, продуктно-ориентированным. Для реализации продуктно-ориентированного подхода к описанию изделия потребовались новые информационные системы производственного характера — системы управления производственными данными — Product Data Management (PDM).

В настоящее время на рынке PDM сложилась ситуация, когда предлагается достаточно большое количество самых разных систем управления данными, начиная от систем корпоративного уровня и заканчивая банальными системами электронного офисного документооборота. Почему же возникло такое разнообразие систем и чем они отличаются друг от друга? Для того, чтобы представить назначение различных систем PDM в ряду себе подобных, необходима их классификация.

В данной публикации — первой из серии статей о PDM, авторы постарались выявить некоторые существенные аспекты, связанные с основными концепциями, лежащими в основе систем PDM. Эта статья посвящена в основном истории возникновения систем PDM и их развитию. В последующих публикациях предполагается рассмотреть, что же сегодня подразумевается под современной системой PDM, и ознакомиться с системой Windchill корпорации РТС, являющейся в последние годы мировым лидером по продажам в сегменте корпоративных PDM.

Первые системы PDM появились в конце 80-х — начале 90-х годов. Они предназначались для обеспечения эффективной работы над одним сложным изделием группы разработчиков, то есть конструкторов, проектировщиков, компоновщиков, технологов и т.д. В то время системы PDM представляли собой дополнительное к САПР программное обеспечение, которое отслеживало состав всех сапровских файлов и каталогов, относящихся к разрабатываемому изделию. Это было необходимо для обеспечения целостности, непротиворечивости и актуальности данных. В начале 90-х годов даже самые развитые, так называемые тяжелые промышленные САПР ограничивались только трехмерным твердотельным групповым проектированием сборок. Информационное обеспечение работы с такого рода сборками было выделено в самостоятельную задачу, реализация которой и дала импульс к появлению на рынке систем PDM первого поколения. Как правило, подобные PDM имели прямой интерфейс в САПР сборок, встроенную СУБД и генератор отчетов для вывода спецификаций на изделие целиком.

При таком подходе исходными данными для работы PDM становились, во-первых, структура изделия, которая получалась напрямую из среды параллельного проектирования САПР, и, во-вторых, структура отношений между участниками проекта, которая задавалась в ходе выполнения административных задач по адаптации PDM на конкретном подразделении предприятия. Кроме того, система PDM должна была управлять дополнительной производственной информацией, относящейся к проекту в целом.

Системы PDM первого поколения позволяли устранить несогласованность автоматизированной работы группы проектировщиков, а их область применения ограничивалась рабочей группой. Именно упорядочение, рационализация и координация движения проектной информации внутри группы конструкторов-проектировщиков и достигались за счет применения систем PDM первого поколения.

На российском рынке первые «встроенные» системы PDM появились в середине 90-х. Это EDM Information и EDM Control в составе САПР промышленного уровня CADDS 5, разработанной компанией Computervision. К концу данного периода относится и появление решений типа «промышленная САПР плюс специализированная СУБД», таких как SDRC и Metaphase, CATIA и WorkCenter и т.д., предлагавшихся в качестве полноценных решений в области группового проектирования.

Для интеграции систем PDM в общий производственный процесс необходимо было выходить за рамки проектных групп и включать в информационный контур PDM руководящее звено, технологические и плановые подразделения.

Характерной задачей PDM второго поколения стало обеспечение управления всеми проектными данными в соответствии с правилами, устанавливаемыми для участников на каждом этапе работ над изделием. Таким образом, на повестку дня вышла задача управления жизненным циклом изделия (Lifecycle), которая является актуальной и поныне. В качестве «параллельной» решалась также задача «сотрудничества» с модулями систем АСУ по материально-ресурсному планированию производства, то есть стыковка с системами ERP. Областью применения систем PDM второго поколения стали группы и подразделения предприятия, непосредственно занятые в процессе производства. Использование такого рода систем PDM должно было существенно сократить потери на организацию доступа к информации, особенно при выполнении работ над образцами новой техники.

Системы PDM второго поколения стали претендовать на звание «тяжелых» пакетов. Это были системы Optegra компании Computervision и iMAN компании EDS Unigraphics.

В середине 90-х зародилась идея, впоследствии ставшая известной под названием «Полное электронное определение изделия». Ее суть заключалась в тотальном охвате всех информационных потоков, касающихся изделия, независимо от того, где, кем и для чего была произведена информация. В основе лежало предположение, что не конструкторы-проектировщики задают структуру изделия, а структура изделия диктуется, пусть и опосредованно, составом характеристик и существенных параметров изделия. Эта информация, в свою очередь, в ТЗ попадает после анализа «прибыльных» ниш рынка и учета конкретных потребностей заказчиков. Таким образом, уже не конструкторы-разработчики формируют первую версию структуры изделия. Отсюда следует принципиально важный момент в эволюции систем PDM. Если раньше информация о структуре изделий формировалась внешними «тяжелыми» САПР, например: сборка, выполненная в системах CATIA, CADDS 5, UG, SDRC, Pro/ENGINEER и других, экспортировалась далее в PDM, — то теперь формирование структуры изделия становится непосредственной задачей систем PDM. С этого момента «тяжелые» САПР уже становятся получателями, а не производителями информации о структуре изделия.

Провозглашенное стремление к тотальному охвату информационных потоков потребовало также со стороны систем PDM более тесной интеграции с системами ресурсного планирования предприятия, такими как Oracle Application, SAP R/3, BAAN, CA Unicenter NG, JDEdwards и т.д. Так как выработанного стандарта структуры данных для PDM-систем еще не существовало, в качестве рабочего варианта выбирался либо формат структур данных о составе изделия SAP R/3, либо формат структур данных о составе изделия STEP (для автомобилестроения или авиастроения). Эти форматы использовались для интеграции систем PDM и ERP по совместно используемым данным.

Для появившихся в период 1996-1998 годов систем PDM третьего поколения характерны следующие особенности: полная реализация идеологии «клиент-сервер», реализация СУБД на базе производительных ядер типа Oracle 7.x.x, реализация взаимодействия с системами ERP, а также вызов клиентских модулей через унифицированный пользовательский графический интерфейс. Системы PDM третьего поколения обладают следующими функциональными возможностями:

  • контроль структуры изделия;
  • контроль жизненного цикла изделия;
  • контроль версий и релизов информационных объектов;
  • генератор спецификаций.

В качестве дополнительной задачи в этих системах решались вопросы контроля потока работ каждого конкретного исполнителя — Workflow. Конечным результатом применения систем PDM третьего поколения на практике явилось существенное сокращение непроизводительных потерь в условиях жесткой конкурентной борьбы за рынки сбыта не только при выполнении работ над образцами новой техники, но и при организации работ по серийному и мелкосерийному выпуску продукции массового назначения. Именно к этому поколению принадлежит известный продукт EPD.Connect компании РТС.

К концу 90-х годов на рынке систем PDM выявились новые тенденции. Первая из них была связана с взрывным развитием электронной коммерции в сети Internet, получившей название eBusiness, а вторая была обусловлена развивающейся глобализацией промышленного производства. К 1999 году «чистая» электронная коммерция, основанная на выполнении функций заказа-оплаты через базовый интерфейс обычного Web-просмотрщика, демонстрировала рекордные показатели прибыльности. Вторая тенденция требовала появления программного обеспечения, поддерживающего совместную работу оптимально подобранного состава соисполнителей-субподрядчиков, которые выбирались для участия в крупных машиностроительных проектах вне зависимости от их реального географического расположения. Две эти тенденции привели к значительной активизации компаний — разработчиков программных продуктов в области приложений, относящихся к электронной коммерции для организации взаимодействия в звеньях «заказчик — поставщик», «поставщик — производитель» и «производитель — субподрядчики». Это касалось в первую очередь выполнения крупных проектов, прежде всего в наукоемких отраслях промышленности.

При подобном подходе к построению систем PDM нового, четвертого поколения центр тяжести в структуризации перемещался с категории «изделие» на категорию «процесс изготовления и сопровождения изделия». Именно такое изменение «видения» проблемы позволяет достичь реального скачка в качестве управления и оперативности его применения. Это объясняется тем, что в новых, «интернетовских» условиях успех фирмы-изготовителя определяется уже не просто способностью «выбросить» вовремя на рынок новое изделие или модификацию серийного образца, а тем, как быстро фирма-изготовитель сумеет перестроить свой производственный процесс под многочисленные и разнообразные требования заказчиков. Это означает способность гибкой перестройки с массового и серийного производства, с «конвейера», на производство «под заказ», когда учитываются индивидуальные требования по каждому заказу. Ясно, что понятие «изделие» при такой методике управления производственной информацией перестает быть чем-то раз и навсегда заданным, «информационной основой» или «структурной базой» PDM. Здесь на первый план выступают структуры производственных отношений, их изменение и упорядочение в ходе выполнения сформированного портфеля заказов. И успех предприятия определяется уже не тем, какие новые продукты и изделия оно выпустит на рынок, а тем, как в программе выпуска готовых изделий оно учтет изменяющиеся и количественно, и качественно требования разнообразных заказчиков.

Реально полноценная организация связей с заказчиками — напрямую или чаще всего через сеть дилеров-поставщиков — возможна только через Интернет при помощи Web-технологий. При этом традиционная «клиент-серверная» модель уже перестает работать. Следовательно, необходимо ориентироваться на широкое использование принципов организации среды Web, особенностей применения Java, HTML и XML для формирования страниц взаимодействия с пользователями системы и т.д. Совокупность всех этих требований приводит к появлению принципиально нового поколения систем PDM — Web-ориентированных, вернее, базирующихся на Web-технологиях систем PDM. В зарубежной литературе для характеристики таких систем применяется термин Web-centric.

Некоторые консалтинговые фирмы уже успели «окрестить» системы четвертого поколения аббревиатурой cPDm — «collaborative Product Definition management». То есть системы должны обеспечивать не централизованный характер управления данными (когда в проекте один директор и иерархия отношений соответствует структуре типичного унитарного предприятия), а «collaborative»-характер производственных связей, подразумевающий временное сотрудничество без прямого подчинения. Заметим, что слово «Data» («данные») в новой аббревиатуре заменено на слово «Definition» («определение»), что, несомненно, отображает широту информационного охвата при работе с изделием.

Первой промышленной разработкой системы PDM четвертого поколения была система Windchill компании РТС. Описанию решений, заложенных в эту систему, структуре системы и ее функциональности будет посвящена одна из наших следующих статей.

«САПР и графика» 11'2001