Иван Трохалин, Дмитрий Булычев, АСКОН
Два года назад группа компаний АСКОН приступила к активной фазе проекта под рабочим названием «Сквозная технология 3D-проектирования, моделирования, расчетов, испытаний и производства». Данная технология предназначена для автоматизации всех сфер инженерной деятельности, связанных с проектированием, подготовкой производства, собственно производством сложных изделий, для управления процессами, составляющими суть этой деятельности, а также результатами этих процессов — документами и данными, составляющими в совокупности цифровой макет изделия. При этом уже на начальной стадии проекта было решено, что система, созданная в результате, не станет законченным решением «под ключ», а будет постоянно развиваться в соответствии с тенденциями развития PLM/CALS-технологий в целом, а также программного комплекса АСКОН и лучших практик его применения.
В этой статье мы постараемся ответить на основные вопросы, посвященные данной технологии, составляющим ее программных компонентов, методологии внедрения и применения решения на предприятиях, а также возможных направлений ее дальнейшего развития.
Существует два различных направления, в рамках которых нужно рассматривать «Сквозную 3D-технология»(СТ3D), — это взгляд со стороны эксплуатации автоматизированной системы (АС) управления жизненным циклом изделий (далее — ЖЦИ), и взгляд со стороны создания таких систем.
С точки зрения эксплуатации, АС CT3D — это совокупность детальных описаний процессов ЖЦИ, выполняемых c использованием программного комплекса АСКОН.С этой позиции слово «сквозная» означает взаимосвязанную цепочку процессов. Каждый последующий процесс использует результаты предыдущего. Слово «технология» означает наличие детального описания последовательности действий в автоматизируемых процессах. Аббревиатура «3D» означает акцент на применении 3D-моделей как исходной информации для всех процессов ЖЦИ.
С точки зрения автоматизации, CT3D — это совокупность типовых проектных решений (как совокупность программных средств, их конфигурации, методик применения) для создания АС управления данными и документами, связанными с изделием и процессами их создания, согласования, хранения, выпуска и обращения с использованием программного комплекса АСКОН.
Типовые проектные решения здесь противопоставляются уникальным проектным решениям (или решениям «под ключ»). Применение типовых решений позволяет сократить сроки проекта по созданию АС, повысить ее качество, учесть и применить лучшие практики подобных проектов в прошлом, обеспечить лучшие показатели поддерживаемости и обновляемости.
CT3D состоит из следующих компонентов (рис. 1):
Программный комплекс
В состав программного комплекса CT3D входят:
1) Программные средства АСКОН:
2) Рекомендованные программные средства других производителей, с которыми обеспечивается наиболее эффективная интеграция (при необходимости могут использоваться и другие):
3) Конфигурация программных средств:
Помимо самих программных средств, программный комплекс CT3D включает:
Методология применения
Методология CT3D — ключевое звено типового решения CT3D (рис. 2). Она представлена совокупностью следующих составляющих:
Процессная модель включает в себя следующие группы процессов:
1. Разработка документов и данных. В настоящее время включает в себя две подгруппы процессов:
а) «Конструкторское и схемотехническое проектирование, расчеты и разработка КД». Включает функции планирования работ по разработке изделия, эскизного проектирования, распределения заданий на проектирование, разработку 3D-моделей, ассоциативных чертежей, сводных документов — ведомостей и спецификаций, коммуникаций и взаимодействия в ходе проектирования, проведения расчетов конструкции и др.
б) «Технологическое проектирование, нормирование и разработка ТД». Включает функции планирования работ технологической подготовки производства, распределения заданий по технологическим подразделениям и исполнителям, формирования межцеховых технологических маршрутов, определения предварительной потребности в производственных ресурсах, проектирования технологических процессов и разработки технологической документации, нормирование расхода материалов и трудозатрат.
2. Согласование и утверждение документов и данных. Включает функции параллельного ознакомления, последовательного формального согласования и утверждения с подписанием электронной подписью, удостоверяющего листа или документов на бумажном носителе.
3. Архивное хранение, выдача, обращение и абонентский учет документов. Включает функции регистрации в архиве документов, регистрации извещений об изменениях, формирования запросов на выдачу копий документов на бумажном носителе или предоставления доступа к электронным документам, выдачи копий, дубликатов, передачи подлинников документов, постановки на учет абонентов, оповещения абонентов об изменениях документов, формирования стандартных документов по ГОСТ (учетные карточки документа, абонента).
4. Проведение изменений в документах и данных. Включает функции создания новых версий изменяемых документов и данных, формирование бланков извещений по ГОСТ, записей в журнале изменений, согласования извещений и изменяемых документов, замены измененных документов в вышестоящих по иерархии информационных объектах.
5. Обмен данными с внешними системами. Включает функции передачи электронных структур изделия, отдельных документов между предприятиями-кооператорами или удаленными подразделениями одного предприятия.
Указанные группы процессов выполняются на всех стадиях ЖЦИ. На разных стадиях меняются объекты управления — данные и документы, поступающие на вход процессов или являющиеся их результатами. Различия в данных в одних случаях не влияют на выполняемые процессы, в других — обуславливают порядок их выполнения. Например, для группы процессов «Разработка документов и данных» специфика информации определяет специфику процессов. В качестве противоположного примера группа процессов согласования содержит универсальные процессы для согласования и утверждения документов и данных различных видов независимо от стадии ЖЦИ.
Каждый процесс документирован в соответствующем регламенте в виде диаграммы процесса, на которой в привязке к ролям пользователей показан порядок выполнения функций процесса. Каждая функция представлена в регламенте в виде формализованного описания входных и результирующих данных и документов, а также краткого описания содержания функции. Подробно содержание функций раскрыто в ролевых руководствах пользователей. Для каждой функции приведен перечень операций и действий, выполняемых специалистом данной роли.
Методология CT3D построена на следующих принципах:
Методология внедрения
Методология внедрения CT3D основана на корпоративных стандартах АСКОН. Она включает в себя следующие составляющие:
Этапы и порядок внедрения (укрупненно)
Экспресс-обследование. На предпроектной стадии, до заключения контракта, в течение короткого периода времени (от недели до месяца) специалисты подрядчика собирают сведения об объекте автоматизации. Для этого проводится опрос ключевых руководителей и специалистов заказчика. Цель этой стадии — определить, насколько применимо типовое решение к специфике и требованиям данного предприятия. Выводы могут варьироваться от полного соответствия типовому решению до невозможности применения типового решения из-за количества уникальных требований, не совместимых с типовым решением. Результатом этапа является ТЗ на создание АС, которое разрабатывается на основе типового ТЗ CT3D путем корректировки существующих требований или добавления особых требований. Например, в ТЗ могут быть включены особые требования по интеграции с используемыми на предприятии программными средствами или требования по реализации особых форм отчетности и т. д. На основе ТЗ определяются параметры контракта.
Подготовка. Создается проектная команда из специалистов заказчика и подрядчика. Разворачивается технологический полигон (набор серверов и рабочих станций с установленным и настроенным ПО), на котором подрядчик проводит обучение специалистов команды внедрения заказчика.
Проектирование. Проводится адаптация типовых и выработка уникальных проектных решений (например, по интеграции с унаследованными системами, новые формы отчетов и т. п.). Все проектные решения макетируются на технологическом полигоне, демонстрируются членам проектной команды и ключевым пользователям. Результаты проектирования фиксируются в пояснительной записке к техническому проекту. Как правило, она разрабатывается на основе соответствующего типового документа путем доработки существующих и внесения новых проектных решений.
Ввод в действие. Выполняется установка и настройка ПО на рабочих местах пользователей. Проводится обучение участников испытаний и опытной эксплуатации. Проводятся предварительные испытания АС по сценариям процессов CT3D. Замечания фиксируются в протоколе. АС вводится в опытную эксплуатацию, в ходе которой ограниченный круг специалистов на выбранных реальных производственных задачах отрабатывают выполнение всех процессов. Производятся доработки по результатам предварительных испытаний и опытной эксплуатации. Проводятся приемочные испытания. Система вводится в постоянную эксплуатацию. В зависимости от численности задействованных подразделений и специалистов ввод в постоянную эксплуатацию может производиться поэтапно с постепенным наращиванием количества специалистов и обрабатываемой в АС информации.
Дальнейшее развитие CT3D основано на результатах эксплуатации АС, построенных на основе типового решения: для этого АСКОН намерен собирать предложения и замечания заказчиков, обобщать их, формулировать требования к развитию и воплощать их в очередных версиях программного Комплекса.
Ряд направлений для развития, очевидных для разработчика в данный момент времени, касается расширения перечня процессов, поддерживаемых функционалом и описанных в методологии применения CT3D:
По некоторым из этих направлений АСКОН уже имеет программные инструменты, методологию и соответствующие компетенции. Например, для обеспечения процессов планирования и управления производством АСКОН предлагает систему автоматизированного управления производством ГОЛЬФСТРИМ; для управления качеством существует набор программных средств QiBox. В ближайшем будущем начнется работа по встраиванию этих программных продуктов в состав типового решения CT3D как с технической, так и с методологической точки зрения, для обеспечения сквозных процессов в едином информационном пространстве на основе 3D-моделей.
Сегодня «Сквозная 3D-технология АСКОН» — это уникальное типовое решение, предназначенное для управления инженерными данными, документами и процессами проектирования и технологической подготовки производства на основе программных продуктов АСКОН. Она осуществляет управление процессами проектирования и производства на всех этапах жизненного цикла изделия в цифровом виде; поддерживает процессы создания электронных моделей изделий, разработки комплектов конструкторской и технологической документации по ГОСТ и другим стандартам в электронном виде, создания электронной структуры изделия с возможностью дальнейшего анализа конструкции и разработки управляющих программ для станков с ЧПУ, создания электронных руководств и другой обязательной и дополнительной информации, без которой немыслимы современные и конкурентоспособные производства.
