Долгих Э.А. Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении

Подождите немного. Документ загружается.

1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

1.6. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-51-

Анализ и моделирование бизнес-процессов являются серьезным инст-

рументом повышения эффективности работы предприятия, поскольку:

• представление о работе предприятия как о выполнении совокупности

бизнес-процессов позволяет руководителю по-новому взглянуть на процесс

функционирования подчиненной ему структуры, а рядовым сотрудникам

осознать свое место и обязанности в ней;

• модель бизнес-процессов предприятия служит источником объектив-

ной информации о выполняемых функциях и связях между ними;

• использование количественных характеристик (затрат на выполнение

функции, производительности функции и механизма, мощности функции и

механизма, коэффициентов загрузки) позволяет оценить оптимальность ор-

ганизации бизнес-процессов и их составляющих, определить источники по-

терь, контролировать целенаправленно вносимые в систему изменения, обес-

печивать оптимальную работу предприятия и взаимодействие его работников

при решении различных задач.

Логическая последовательность действий по реформированию процес-

сов должна начинаться с ан

ализа возможности упрощения процесса и сокра-

щения количества операций в нем за счет исключения операций,

не приносящих прибавочной стоимости. Уменьшение количества операций

может повысить эффективность, производительность, снизить производст-

венные издержки. При рассмотрении возможных усовершенствований про-

цессов особое внимание следует уделить поддержке и обеспеч

ению более

тесного информационного взаимодействия всех субъектов, задействованных

в проектно-конструкторских работах, в производстве и других этапах жиз-

ненного цикла продукта.

Основная мысль – не следует применять информационные технологии

для автоматизации существующих сложных процессов. Упрощенные процес-

сы можно перенести в более простую архитектуру и быстро внедрить «стан-

дартные» прикладные программные средства. Вместе с тем применение те

х-

нологии к существующим сложным процессам может привести к примене-

нию сложных архитектурных систем, высоким затратам, к растянутому во

времени или бесконечному внедрению.

Результатами анализа и реинжиниринга бизнес-процессов являются:

• совершенствование организационной структуры;

• совершенствование бизнес-процессов;

• построение оптимальной модели информационных потоков, необхо-

димой для настройки интегрированной системы управления.

Системы управления данными об изделии в настоящее время достаточ-

но широко реализованы и представлены на российском рынке. Поэтому пе-

ред каждым предприятием будет стоять задача, какую систему выбрать и как

1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

1.6. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-52-

ее применять для решения конкретных задач. В любом случае предприятие

должно осознавать, что оно приобретает не просто компьютерную програм-

му, но целый пакет услуг, поэтому необходимо учитывать не только качества

самой PDM-системы, но и способность ее производителя (или дилера) обес-

печить ее сопровождение, модернизацию и адаптацию к потребностям пред-

приятия. Задача выбора и приобретения технических средств (компьютеров и

сет

евого оборудования) тесно связана с задачей выбора PDM-системы. Кон-

кретные программные продукты отличаются набором реализуемых ими

функций PDM-системы. Ниже приведен перечень систем, наиболее извест-

ных на российском PDM-рынке (рис. 1.16

) [38].

Рис. 1.16. Перечень систем, наиболее известных на российском PDM-рынке

PDM-технология предназначена для управления всеми данными об из-

делии и информационными процессами ЖЦИ, создающими и использующи-

ми эти данные. Данные об изделии состоят из идентификационных данных

(например данных о составе или конфигурации изделия) и данных или доку-

ментов, которые используются для описания изделия или процессов его про-

ектирования, производства или эксп

луатации (при этом все данные обяза-

тельно представлены в электронном виде). Управление информационными

процессами ЖЦ представляет собой поддержку различных процедур, соз-

дающих и использующих данные об изделии (например процедуры измене-

ния изделия), т. е. фактически поддержку электронного документооборота,

например конструкторского документооборота. Основной идеей PDM-

технологии является повышение эффективности управления информацией за

счет повышения доступности данных об изделии, требующихся для инфор-

мационных процессов ЖЦ. Повышен

ие доступности данных об изделии дос-

тигается за счет их интеграции в логически единую модель.

Существует много задач, которые можно решить за счет применения

PDM-технологии, среди которых можно выделить наиболее типичные:

• создание ЕИП для всех участников ЖЦ изделия;

• автоматизация управления конфигурацией изделия;

Наименование PDM-

системы

Разработчик

Стоимость в относительных

единицах

IMAN

Party Plus

PDM STEP

Suite

T-Flex Docs

Windchill

Unigraphics Solutions

Лоция-Софт

НИЦ CALS “Прикладная

логистика”

Интермех

Топ система

РТС

1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

1.6. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-53-

• построение системы качества продукции согласно международным

стандартам качества серии ISO 9000 (здесь PDM-технология играет роль

вспомогательного средства);

• создание электронного архива чертежей и прочей технической доку-

ментации (наиболее простой способ применения PDM-технологии).

Для реализации PDM-технологии существуют специализированные

программные средства, называемые PDM-системами (т. е. системами управ-

ления данными об изделии, другое название – системы управления проекта-

ми). PDM-система должна контролировать все связанные с изделием инфор-

мационные процессы (в первую очередь проектирование изделия) и всю ин-

формацию об изделии, включая: состав и структуру изделия, геометрические

данные, че

ртежи, планы проектирования и производства, нормативные доку-

менты, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, корреспонден-

цию, данные о партиях изделия и отдельных экземплярах изделия и многое

другое. При создании ЕИП для всех участников ЖЦИ

PDM-сист

ема выступает в качестве средства интеграции всего множества ис-

пользуемых прикладных компьютерных систем (САПР, АСУП и т. п.) путем

аккумулирования поступающих от них данных в логически единую модель

на основе стандартных интерфейсов взаимодействия (рис. 1.17

Пользователями PDM-системы выступают все сотрудники всех пред-

приятий-участников ЖЦИ: конструкторы, технологи, работники техническо-

го архива, а также сотрудники, работающие в других предметных областях

(сбыт, маркетинг, снабжение, финансы, сервис, эксплуатация и т. п.). Глав-

ной задачей PDM-системы является предоставление соответствующему со-

труднику нужной ему информации в нужное время в удобной форме

(в соответствии с пра

вами доступа), рис. 1.18

Рис. 1.17. Создание ЕИП на основе PDM-системы

Маркетинг

Поставка

Проектирование

Прикладные

системы

Прикладные

системы

Прикладные

системы

Прикладные

системы

Прикладные

системы

-система

Эксплуатация

Производство

С Т А Д И И Ж И З Н Е Н Н О Г О Ц И К Л А

Стандартный интерфейс

взаимодействия

1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

1.6. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-54-

Рис. 1.18. PDM-система интегрирует данные

Процессы, которые контролируют поток информации и рабочие дейст-

вия, поддерживаются в PDM-системе посредством механизмов маршрутиза-

ции (WF). С помощью данного механизма можно осуществлять пересылку

информации в электронном виде между разработчиками одного проекта.

Процесс может начинать пользователь или автоматически

PDM-система. PDM-система может инициировать процесс на основе собы-

тия, например пользовательский запрос на сдачу документа руководителю,

или на основе действия в другом процессе. По

сле того как процесс начался,

для передачи данных и инструкций от пользователя к пользователю исполь-

зуются возможности передачи сообщений (e-mail). Данные и инструкции мо-

гут быть упакованы и присоединены к сообщению. Данные задач и рабочие

инструкции появляются в почтовом ящике получателя. Уведомление о собы-

тиях (об утвержден

ии) могут быть также посланы другим членам группы, ко-

торым не нужно выполнять никаких действий. Процессы задаются и отсле-

живаются графически. Процессы могут задаваться как последовательные, так

1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

1.6. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-55-

и параллельные или комбинированные пути. В графике может быть указана

информация о том, как решения пользователей требуются во время процесса.

Пользователи могут утверждать, отклонять утверждение или отказываться от

утверждения задания. Утвержденные электронные документы подписывают-

ся электронно-цифровой подписью (ЭЦП).

Основной выгодой от использования на предприятии PDM-системы

является сокращение времени разработки изделия, т. е. сокращени

е времени

выхода изделия на рынок и повышение качества изделия. Сокращение вре-

мени выхода на рынок достигается в первую очередь за счет повышения эф-

фективности процесса проектирования изделия, которое характеризуется че-

тырьмя аспектами:

• избавление конструктора от непроизводительных затрат своего вре-

мени, связанных с поиском, копированием и архивированием данных, что

при работе с бумажными данными составляет 25–30 % его времени;

• улучшение взаимодействия между конструкторами, технологами и

другими участниками ЖЦИ за счет поддержки методики параллельного про-

ектирования, что приводит к сокращению количества изменений изделия;

• значительное сокращение срока проведения изменения конструкции

изделия или технологии его производства за счет улучшения контроля за по-

током работ в проекте;

• резкое увеличение доли заимствованных или слегка измененных

компонентов в изделии (до 80 %) за счет предоставления возможности поис-

ка компонента с необходимыми характеристиками.

Разработка комплекса нормативной документации, регламентирующей

порядок ввода и изменения информации об изделии в PDM-систему на осно-

ве международных, государственных и отраслевых стандартов, необходима

для организационного обеспечения внедрения PDM-системы. Интеграция

PDM-системы выполняется с существующими и внедряемыми системами,

кроме этого выполняется ее адаптация к условиям предприятия. Для созда-

ния на предприятии ЕИП необходи

мо интегрировать PDM-систему с уже

существующими компьютерными системами. Кроме того, при внедрении по-

надобится учесть специфические условия функционирования предприятия.

Средствами интеграции и адаптации PDM-системы являются:

• прикладные модули АСУП или САПР, оперирующие данными в

PDM системе;

• прикладные модули PDM-системы (расширение функций);

• конверторы PDM-АСУП, PDM-САПР и т. д.

Процесс взаимодействия PDM-системы и прикладных систем строится

на основе стандартных интерфейсов. Стандартные интерфейсы взаимодейст-

вия компьютерных систем можно разделить на четыре группы:

1. КОНЦЕПЦИЯ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ

1.6. Внедрение CALS-технологий на промышленных предприятиях



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-56-

• функциональные стандарты. Задают организационную процедуру

взаимодействия компьютерных систем; пример: IDEF0;

• стандарты на программную архитектуру. Задают архитектуру про-

граммных систем, необходимую для организации их взаимодействия без уча-

стия человека; пример: CORBA;

• информационные стандарты. Задают модель данных об изделии, ис-

пользуемую всеми участниками ЖЦ; пример: ISO10303 STEP;

• коммуникационные стандарты. Задают способ физической передачи

данных по локальным и глобальным сетям; пример, Internet-стандарты.

Важно отметить, что пользователи ЕИП могут иметь разнородные

средства для выполнения своих задач, различающиеся уровнем автоматиза-

ции. Тем не менее, вне зависимости от того каким образом получен результат

– вручную или при помощи автоматизированной системы, он должен быть

преобразован в стандартный электронный вид, с тем, чтобы обеспечить пре-

емственность использования информации. Многие поставщики аг

регатов и

комплектующих таких автоматизированных систем не имеют. Для того что-

бы «играть по общим правилам», на первом этапе их необходимо будет осна-

стить средствами, обеспечивающими преобразование результатов работы,

полученных традиционными методами, в стандартизованный электронный

вид (например, готовая бумажная спецификация должна быть преобразована

в файл соответствующего формата, чертежи – отсканированы и преобразова-

ны в электронный вид и пр.) [1

, 34, 37].



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-57-

Главной целью лабораторного практикума является приобретение

студентом навыков работы с основополагающими методологическими эле-

ментами CALS-технологий: формирование электронного архива конструк-

торской документации, описание бизнес-процессов, разработка интерак-

тивных электронных технических руководств (ИЭТР). При этом выполнение

лабораторного практикума базируется на PDM-системе STEP Suite (PSS) и

программном комплексе по подготовке ИЭТР Technical Guide Builder (TGB),

являющихся разработкой НИЦ CALS-технологи

й «Прикладная логистика».

Исходную информацию для выполнения лабораторного практикума

студент может получать двумя путями:

1. Студент получает от преподавателя электронную конструкторскую

документацию и прочие информационные материалы, представленные в

электронном виде.

2. Исходная информация, необходимая для выполнения лабораторного

практикума, аккумулируется студентом в результате выполнения ряда про-

ектных задач с помощью CAE-, CAD-систем, например, [6

, 9, 13, 20, 23, 25,

, 28, 39, 40]. Перечень проектных задач определяется преподавателем на

основе прил. 3. В этом случае методика получения исходной информации за-

ключается в следующем. Студент получает электрическую схему устройства,

описание работы устройства, а также перечень элементов в соответствии с

назначенным ему индивидуальным вариантом (прил. 2

). Допускается также

выдача других схем, которые подбираются студентом и утверждаются пре-

подавателем. Кроме этого для выбранной схемы преподавателем определяет-

ся перечень проектных задач согласно прил. 3

Для выполнения первой лабораторной работы все полученные в про-

цессе разработки прибора документы являются исходными данными, кото-

рые вносятся в электронный архив студентом в процессе их получения либо

берутся уже готовые из других лабораторных работ. Перед проектированием

изделия описывается методика разработки изделия с помощью диаграмм

бизнес-процессов во второй лабораторной работе. За

тем на основе данных

электронного архива или эксплуатационной документации на готовое изде-

лие выпускается ИЭТР, получение которого описано в третьей лабораторной

работе.

№

Цель работы: приобретение навыков работы с системой PDM STEP

Suite, предназначенной для управления данными об изделии.

2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

2.1. Лабораторная работа № 1. Разработка электронного архива



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-58-

Задачи:

1. Присвоить имя своей ИБД, установить путь к ней и словарям в мо-

дуле «Администратор локальных БД» PSS.

2. Разместить в ИБД статическую информацию средствами модуля

«Настройка словарей БД» PSS.

3. Назначить права доступа в модуле «Администратор пользователей»

PSS.

4. Приобрести навыки применения ЭЦП.

5. Разместить данные, полученные в результате разработки прибора, в

электронный архив через мод

уль PPS.

Использовав стандарт STEP и требования к функциональности PDM

системы, НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика» разработал про-

граммный комплекс PDM STEP Suite. Назначение PDM Step Suite (PSS) – со-

брать всю информацию об изделии в ИБД и обеспечить совместное исполь-

зование этой информации в процессах проектирования, производства и экс-

плуатации.

На стадии проектирования ИБД используется для накопления в стан-

дартизованной форме результатов работы разработчиков и обмена данными

между ними. Подготовленные, проверенные и ут

вержденные данные исполь-

зуются в процессах материально-технического снабжения, производства и

эксплуатации изделия.

В основе структуры ИБД PSS лежат модели данных из различных меж-

дународных стандартов. Большая часть информационных структур взята из

различных томов стандарта ISO 10303 STEP – (интегрированные ресурсы –

тома 41, 44 и прик

ладные протоколы применения – тома 203, 214). В соот-

ветствии с требованиями стандарта ISO 10303 база данных системы PSS со-

держит информацию о структуре, вариантах конфигурации изделий и входи-

мости компонентов в различные изделия, идентификационную информацию

об изделии и его компонентах, геометрические модели различных типов или

электронные образы бумажных документов (чертежей), данные об организ

а-

ционной структуре предприятия и соподчиненности ее элементов, роли и

полномочия людей, данные о процессе разработки: выполненных утвержде-

ниях результатов работы, изменениях. Кроме того, ИБД может содержать ас-

социированные с элементами изделия документы, а сами элементы иметь на-

бор функциональных или технических характеристик, измеряемых в различ-

ных единицах.

Данные могут по

падать в систему различными способами – вводиться

вручную или передаваться автоматизированными системами. Аналогично

может происходить извлечение и использование данных: от диалогового дос-

тупа к данным и визуального просмотра до автоматического отбора при по-

2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

2.1. Лабораторная работа № 1. Разработка электронного архива



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-59-

мощи прикладных программных систем в задачах материально-технического

снабжения, планирования и т. д.

PSS представляет собой трехуровневую информационную систему, со-

стоящую из сервера СУБД (Oracle 8), сервера приложений и клиентского мо-

дуля (рис. 2.1

). Клиентский модуль обеспечивает диалоговое взаимодействие

с базой данных через сервер приложений.

Рис. 2.1. Использование PDM на основе трехуровневой системы

Сервер ИБД обеспечивает хранение данных и базовые функции обра-

ботки данных, такие как ввод, вывод, обеспечение многопользовательского

режима доступа.

Сервер приложений обеспечивает передачу данных между сервером и

клиентом, управление доступом, предоставляет возможности параллельного

доступа нескольких пользователей к ИБД, обеспечивает целостность инфор-

мации.

Программное обеспечение сервера СУБД выполнено в виде хранимых

процедур. СУБД процедур с промежуточного сервера о

существляется с ис-

пользованием программного интерфейса OCI (Oracle Call Interface).

Сервер БД Oracle

SQL

Сервер приложений Сервер приложений

Клиентские

модули

ISO 10303-21 EF

CAD-системы

SDAI

Внешние

пользователи

SDAI

Система

подготовки ИЭТР

2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

2.1. Лабораторная работа № 1. Разработка электронного архива



Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении. Электрон. учеб. пособие

-60-

В системе имеется встроенный двухуровневый программный интер-

фейс удаленного доступа, низший уровень которого соответствует специфи-

кации международного стандарта ISO 10303-22 Standard Data Access Interface

– SDAI), а высший включает в себя набор высокоуровневых функций доступа

к данным из разрабатываемых приложений.

Система PSS может хранить данные необходимые для подготовки

электронных публикаций (интерактивных электронных технических руко-

водств на изделие) и взаимод

ействовать с системой автоматизированной под-

готовки ИЭТР. В этом случае обеспечивается централизованное управление

всеми данными проекта.

1. Создать БД с помощью модуля «Настройка локальных БД», про-

писать путь к базе данных и словарям (рис. 2.2

Рис. 2.2. Модуль PSS «Настройка локальных баз данных»

1.1. Для добавления учетной записи БД в список доступных БД вы-

брать «Добавить базу…». Ввести уникальное названия БД в строку «Имя

базы». Рекомендуется создать БД на основе имеющейся БД, для этого надо

установить флажок «На основе файла» и нажать на кнопку «Выбрать…».

Выбрать БД с расширением «aplb».