ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ИЗДЕЛИИ

В настоящее время уже неоспоримыми являются преимущества современных автоматизированных систем проектирования. Высокий уровень развития информационных технологий позволяет автоматизировать проектирование в самом широком понимании целей и задач этой сферы интеллектуальной деятельности. Однако автоматизация этапов проектно-конструкторской и технологической подготовки производства, которые в цепочке всего жизненного цикла изделия считаются самыми сложными и интеллектуально емкими, не может считаться законченной, пока существуют проблемы организационно-технического характера, связанные с хранением, учетом, контролем электронной документации, моделей и других данных, относящихся к изделию и процессу его изготовления.

Дублирование, многократные модификации документов в процессе работы над проектом, потеря информации, несанкционированный доступ и т.д. могут создать серьезные проблемы, оказывающие, в конечном счете, влияние на конкурентоспособность предприятия. Поэтому формирование соответствующей организационно-технической системы, необходимой для поддержания электронного технического документооборота, должно стать одной из приоритетных задач любого предприятия. Решение этой задачи напрямую связно с применением PDM-технологий (Product Data Management – управление данными о продукте), обеспечивающих управление всеми данными об изделии и информационными процессами жизненного цикла изделия.

PDM-технологии:

1. Являются основой при построении единого информационного пространства для всех участников жизненного цикла изделия.

2. Позволяют автоматизировать управление конфигурацией промышленных изделий.

3. Позволяют отслеживать и моделировать выполняемые процессы, задавать рабочие процедуры и контролировать их выполнение в автоматизированном режиме.

4. Позволяют организовать электронное хранилище технической документации [2].

Для реализации PDM-технологий существуют специализированные программные средства, называемые PDM-системами (системами управления данными об изделии, системами управления проектными данными). PDM-системы являются наиболее специфичными из всей линейки программных продуктов – CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM, поскольку направлены не на создание объектов, а на управление всеми связанными с изделием информационные процессами (в первую очередь проектированием) и данными, включая состав и структуру изделия, геометрические модели, результаты анализа, программы для станков с ЧПУ, нормативные документы и др.

На предприятии PDM-система может выступать:

· в качестве рабочей среды пользователя;

·  средства интеграции данных на протяже­нии всего жизненного цикла изделия [2].

Выступая в качестве рабочей среды любого сотрудника предприятия, который в процессе своей работы постоянно в ней находится, PDM-система обеспечивает все его потребности, начиная от получения задания, просмотра и изменения проектной документации и заканчивая ее утверждением.

Главной задачей PDM-системы как рабочей среды пользователя является предо­ставление соответствующему сотруднику нужной ему информа­ции в нужное время и удобной форме (в соответствии с права­ми доступа).

Система управления проектными данными улучшает взаимодействие между различными группами служащих и создает возможность внедрения параллельного проектирования. Например, благодаря работе с единой базой данных технологи могут начинать знакомство с конструкцией изделия задолго до того, как документация формально будет передана на технологическую подготовку.

Наряду с созданием рабочей среды пользователя, PDM-система выступает в качестве средства интеграции множества используемых в процессе жизненного цикла изделия прикладных программ.

С одной стороны, существует интеграция PDM-системы и автоматизированной системы управления предприятием (ERP-система), контролирующей информацию обо всех его ресурсах. Цель такой интеграции – создании и поддержание полной информационной модели предприятия, включающей как данные о продукции, так и о его ресурсах. Одним из основных преимуществ такой модели является исключение повторного ввода данных при переходе изделия с этапа разработки, который контролируется в основном PDM-системой, на этап производства, контролируемый ERP-системой.

С другой стороны, интеграция предполагает, что данные об изделии, созданные прикладными программами (геометрические модели, результаты анализа и др.) передаются на хранение в PDM-систему, а при необходимости их обработки передаются обратно в прикладные программы, после чего опять возвращаются в PDM-систему. При этом система управления проектными данными обеспечивает контроль целостности, полноты и актуальности данных об изделии.

Функции, выполняемые PDM-системой на промышленном предприятии, можно разделить на несколько групп [2].

1. Управление хранением данных и документов.

Все данные и документы хранятся в PDM в специальной подсистеме, называемой хранилищем, которая обеспечивает их целостность, организует доступ к ним в соответствии с правами доступа и позволяет осуществлять поиск данных различными способами.

В PDM-системе применяются два способа хранения данных:

· в виде объектов, обладающих определенным набором значений свойств (например, объект – деталь, свойства – длина, ширина, высота и др.);

· в виде целостных документов, содержащих необходимые свойства (например, файл, содержащий геометрическую модель детали).

Хранение всех объектов и документов организуется посредством каталогов или папок аналогично файловой системе компьютера. При этом документы могут храниться как самостоятельно, так и привязанными к другому объекту, например, к детали.

Основными принципами хранения данных в PDM-системе являются целостность и актуальность.

Целостность данных обеспечивается за счет отображения в электронной модели изделия фактической взаимосвязи между какими-либо данными. Например, при наличии твердотельной модели детали или сборки значительная часть информации (результаты анализа, технология, управляющие программы и др.) создаются на ее основе и связаны с ней.

При работе с электронным архивом большое значение имеет обеспечение актуальности хранимых документов, которые, согласно ГОСТ, должны выступать в роли подлинников. Для обеспечения этого требования в PDM-системе предусмотрен механизм отслеживания версий всех данных и управление ими.

Для управления доступом к данным в PDM-системе предусмотрены два способа авторизации: по правам пользователя и по статусу данных. В первом случае каждому пользователю в зависимости от его статуса на предприятии присваиваются права, позволяющие выполнять определенные операции над данными (просмотр, редактирование, копирование, утверждение и др.). Во втором случае данным в хранилище присваивается некий статус, определяющий набор операций, которые можно над ними выполнять, а также пользователей, производящих такие действия. Обычно в PDM-системе используются оба указанных способа авторизации.

2. Управление процессами.

Функция управления процессами направлена:

· на управление работой (отслеживание состояния данных во время работы с ними пользователя);

· управление потоком работ (передача данных между исполнителями проекта);

· протоколирование работ (отслеживание всех событий и действий, которые происходят при выполнении первых двух функций).

Функция управления работой позволяет:

1. Избежать ситуаций, когда один и тот же документ редактируется одновременно несколькими сотрудниками, имеющими на это права. Перед тем как изменить объект, пользователь обязан взять его на редактирование и тем самым заблокировать для изменения другими сотрудниками. Исходная версия документа будет доступна только для чтения. О том, что документ взят на редактирование, будет свидетельствовать, например, «галочка» рядом с названием документа в хранилище. По окончании изменения или в случае отказа от него документ возвращается в хранилище и с него снимается блокировка от изменений.

2. Организовать одновременный просмотр документа несколькими сотрудниками, обеспечивая таким образом их совместную работу над проектом.

3. Обеспечить оповещение заинтересованных сотрудников об изменении документов и предоставить им их обновленные копии.

Поток работ – упорядоченное во времени множество рабочих заданий, получаемых сотрудниками, которые обрабатывают эти задания в последовательности и в рамках правил, определенных для данного бизнес-процесса [2].

Проектирование сложного изделия предполагает работу над сотнями и тысячами деталей. Для каждой детали данные должны быть созданы, изменены, проверены, утверждены, что приводит к необходимости работы с большими массивами информации и необходимости взаимодействия множества людей, принимающих участие в разработке проекта. Большие объемы выполняемых работ, в конечном счете, приводят к затруднениям контроля их выполнения.

В подобной ситуации задача PDM-системы заключается в регламентации потока работ в проекте. За счет заранее заложенных в нее правил система управления проектными данными определяет, какому сотруднику какую работу поручить и предоставляет для этого все необходимые данные. Также в функции PDM-системы входит оповещение сотрудников о поручении ему задания.

По аналогии с бумажной документацией для реализации функции управления потоком работ в проекте в PDM-системе используется понятие папки. В общем случае одна папка обеспечивает одну задачу или работу в проекте по разработке изделия, который может содержать множество таких папок. Для всех информационных процессов предприятия строится модель потока работ, т.е. модель движения папки с данными, называемая маршрутом движения папки. Точки этого маршрута определяют состояние папки. Для осуществления движения папок по маршруту задаются условия их перехода с этапа на этап, а также ограничения, определяемые взаимозависимостью задач в проекте. Например, геометрическая модель сборки не может быть согласована до тех пор, пока не будут завершены работы по компонентам, входящим в сборку.

Отдельный этап процесса представляет собой структуру, содержащую название, список исполнителей, содержание работ этого этапа и др., которая может быть представлена в виде схемы, изображенной на рис. 1.1 [7].

3. Управление составом изделия.

PDM-система хранит информацию о составе изделия, его исполнениях и конфигурациях. Наличие нескольких представлений состава изделия предполагает использование их в различных предметных областях и определяется задачами, решаемыми каждой из этих областей (конструкторский состав, маркетинговый состав и др.).

4. Классификация.

PDM-система позволяет распределять изделия и документы в соответствии с различными классификаторами, что облегчает поиск изделия с нужными характеристиками с целью его повторного использования и позволяет организовать автоматизированное присвоение обозначений вновь создаваемым компонентам.

Рис. 1.1

5. Календарное планирование

Предполагает разбиение разрабатываемого проекта на совокупность задач и установление взаимосвязей между ними, распределение имеющихся ресурсов по задачам, отслеживание хода выполнения отдельных задач и проекта в целом и выявление аномалий. Схематично временные зависимости между различными задачами в проекте могут быть представлены в виде диаграммы Ганта. На рис. 1.2 показана диаграмма Ганта на примере PDM-системы T-FLEX DOC’s.

Рис. 1.2

К вспомогательным функциям PDM-системы можно отнести:

· коммуникационные функции, предназначенные, например, для общения пользователей между собой и оповещения их о направленных им заданиях;

· функции трансляции данных, предназначенные для перевода, например, геометрических моделей из формата одной прикладной программы в формат другой или нейтральный;

· функции обработки изображений, предназначенные для визуализации геометрических моделей без непосредственного открытия прикладных программ, в которых они сделаны;

· функции администрирования, предназначенные для поддержания в работоспособном состоянии самой PDM-системы.

Таким образом, внедрение системы управления проектными данными на промышленном предприятии позволяет существенно автоматизировать организационные процессы проектирования и производства изделий и добавляет в организацию работ ряд новых возможностей:

· поиск нужного документа по названию, номеру, атрибутам;

· быстрый анализ структуры изделия и просмотр документов и данных с любого рабочего места в соответствии с правами доступа;

· исключение дублирования работ и проблемы поиска актуальной версии документа;

· учет вариантов и истории изменений;

· обеспечение сохранности и защиты документации;

· четкую организацию и сопровождение всей последовательности работ в проекте;

· автоматический учет и контроль результатов работы соответствующих отделов и исполнителей [9].