EPD - полное электронное определение изделия
Система EPD.Connect
Заключение
Литература

Автоматизация производственных процессов современных промышленных предприятий стала настолько обычным делом, что инвесторы уже не задают вопроса "Зачем ?", ограничиваясь деловым "Сколько ?". Однако от дискретного использования разных САПР, АСУ, АСУТП, АСТПП, решающих отдельные часто слабо связанные между собой задачи реального производственного процесса, многие крупные киты современной индустрии переходят к полной и единой системе управления всей производственной информацией. И это - не просто дань модным веяниям, а попытка прорыва к новым производственным технологиям. Такие компании, как BMW/Rolls-Royce, Boeing, Airbus Industrie, Volvo, FIAT проводят сегодня у себя реинжиниринг на основе тотального автоматизированного управления всем производственным процессом. Затраты на такого масштаба реорганизацию сопоставимы с годовыми бюджетами иных государств, однако и выигрыш соответствующий.

Современные интегрированные системы, автоматизирующие разработку сложных технических изделий, часто объединяют на базе единого моделлера САПР, системы автоматизации технологической подготовки производства и системы автоматизации инженерных расчетов. При таком подходе вся дополнительная деятельность, связанная с управлением процессами разработок (workflow), обработкой спецификаций и управлением инженерными данными (PDM - Product Data Manager) проводится в других системах. Однако в этом случае отсутствует автоматическая синхронизация данных, и пользователь должен сам заботиться об их актуализации и соответствии тем или иным процессам.

С появлением продукта EPD.Connect компании Computervision все пользователи, так или иначе вовлеченные в разработку, производство, маркетинг, продажи и поддержку корпоративной продукции на всем протяжении ее жизненного цикла, получают в свое распоряжение унифицированную, интегрированную, открытую рабочую среду для управления.

EPD.Connect - это оболочка, которая интегрирует все электронные данные и процессы, относящиеся к изделию, на всех этапах его жизненного цикла. Тем самым реализуется виртуальный корпоративный процесс выпуска продукции (проектирование - сборка - подготовка производства - маркетинг - продажа - сопровождение - утилизация), который управляется посредством единого интерфейса и доступен одновременно множеству разнопрофильных специалистов. EPD.Connect продолжает основное направление разработок корпорации CV по реализации концепции полного электронного определения изделия (Electronic Product Definition, EPD).

EPD - полное электронное определение изделия

Концепцию EPD вызвала к жизни потребность современных крупных предприятий в средствах параллельного создания, управления, разделения и неоднократного использования всей электронной информации о выпускаемой продукции на протяжении всего жизненного цикла изделия, с возможностью интеграции данных от всех участников этого цикла: компаний-поставщиков, организаций, занимающихся сопровождением и ремонтом, и т.д. Разработка систем, реализующих идею EPD, явилась ответом на происходящий в индустрии переход от разрозненных приложений, способных повысить продуктивность инженерного труда, к интегрированной корпоративной среде совместной работы над изделием.

В процессе разработки продукта, как правило, возникает ряд проблем, влияющих на успешное ведение корпоративного бизнеса:

  • отсутствие возможности видеть ключевые ресурсы, вовлеченные в процесс разработки, в их фактическом, а не запланированном состоянии;
  • необходимость организации совместной работы коллектива специалистов с привлечением компаний, поставляющих основные компоненты для разрабатываемого изделия;
  • длительное время и значительные суммы, которые затрачиваются на реализацию сложных сборок, а также трудности в понимании таких сборок в целом;
  • слишком поздно удается обнаружить ту или иную проблему вследствие дезинтеграции процессов разработки изделия и функций поддержки его жизненного цикла;
  • уровень сложности конфигурации изделия растет, и в результате приходится откладывать принятие определяющих решений об изделии на возможно более позднее время.

Подобные затруднения характерны прежде всего для производителей сложной, высокотехнологичной продукции, вовлекающих в процесс изготовления и поддержки изделий тысячи компонентов и сотни людей в различных, нередко географически разбросанных организациях. Это, в частности, предприятия автомобильной, авиакосмической, кораблестроительной и приборостроительной промышленности. Для них правильно организованный процесс разработки изделия, при котором обеспечивается простой доступ к любой необходимой информации и к процессам, становится залогом успеха на рынке. Опираясь на свой опыт внедрения систем класса CAD/CAM/CAE и PDM в этих промышленных областях, специалисты CV сформулировали и реализовали в конкретных решениях концепцию EPD, призванную способствовать эффективному преодолению перечисленных проблем.

EPD - это технология, которая интегрирует все данные об изделии и связанные с ним процессы, обеспечивая разработку и поддержку полной электронной модели изделия на протяжении всего его жизненного цикла. Реализованная в серии программных продуктов и служб, EPD обеспечивает:

  • создание интерактивной среды совместной разработки, охватывающей различные дисциплины;
  • создание структурированного электронного описания изделия, интегрирующего всю информацию, которая может использоваться в масштабах расширенного предприятия, в том числе поставщиками и сервисными организациями;
  • электронное определение всех этапов жизненного цикла изделия: формулировка потребностей в материалах, концептуальное проектирование, производство, распространение и поддержка;
  • защиту данных и гарантированный доступ к информации об изделии для каждого пользователя с соответствующими правами.

Полное электронное описание изделия включает информацию от всех дисциплин, вовлеченных в процесс его создания, и обеспечивает связь структуры продукта с прикладными системами и необходимой бизнес-информацией. Специалисты всех производств, задействованных в реализации крупного проекта, имеют возможность в любой момент получить актуальные данные об изделии и процессах работы над ним; визуализировать сложные сборки, получить информацию об изменении конфигураций, о планируемых и фактических ресурсах и др. Полная информационная модель изделия может использоваться как в процессе производства, так и на всех остальных этапах жизненного цикла. Являясь универсальным хранилищем данных о различных составляющих изделия, EPD позволяет применять их неоднократно и модифицировать для создания семейства изделий или новой продукции.

По мнению специалистов Gartner Group, EPD находится в русле сформулированной Gartner Group концепции CAPE (Collaborative Art to Product Environment), в которой делается акцент на использование интегрированных средств корпоративного масштаба вместо отдельных, узкоспециализированных решений.

EPD позволяет превратить электронные данные об изделии в важнейший бизнес-ресурс расширенной корпорации, который обеспечивает разработку и сопровождение конкурентоспособной продукции, сокращая время ее выхода на рынок, повышая качество и снижая затраты на проектирование, производство и поддержку. Концепция EPD реализуется сегодня в системах управления проектными и производственными данными CADDS 5 и Optegra, которые стали ключевыми компонентами нового продукта компании, воплощающего идею EPD - EPD.Connect.

Система EPD.Connect

EPD.Connect была представлена в марте 1997 г. на специализированной конференции по системам автоматизированного проектирования, подготовки производства и инженерного расчета. Пока это первая прикладная система, которая интегрирует все электронные данные об изделии, разбросанные по расширенному предприятию, и позволяет связать пользователя со структурой изделия, процессами его создания и приложениями, которые используются для его модификации. EPD.Connect организует участие широкого круга пользователей (конструкторов, технологов, чертежников, плановиков, специалистов по закупкам и т. д.) в едином производственном процессе и поддерживает совместную работу его субъектов.

Интерфейс пользователя EPD.Connect составляют несколько окон:

  • Информационный браузер ИБ (Information Browser);
  • Окно Отображения Структуры Изделия (спецификации) ООСИ (Product Stucture View);
  • Окно Отображения Пользовательского Процесса ООПП (User's Process View);
  • Окно Приложения Пользователя ОПП (User Application Workspace);
  • 3D-визуализатор состава изделия 3DVis (3D Viewer).

Окно ИБ обеспечивает пользователя всей необходимой для работы информацией, предоставляя доступ к таким типам данных, как:

  • персональная пользовательская информация (список текущих задач, список "назначенных" задач, каталог пользовательского процесса с заранее определенными процедурами, электронная почта, файловая система и т. д.);
  • корпоративные информационные ресурсы (корпоративная сеть или хранилище данных о накопленном в компании опыте);
  • внешние источники информации, в частности, Internet.

Используя Информационный браузер, специалист участвует в корпоративных процессах через списки "назначенных" задач, существенно экономя при этом время и повышая эффективность своей работы. Кроме того, ИБ - удобное средство для конфигурирования рабочего пространства пользователя исходя из специфики решаемых им задач. Информационный браузер имеет динамическую связь с другими окнами EPD.Connect.

Окна Отображения Структуры Изделия и 3D-визуализатор позволяют сосредоточить процесс поиска и переработки информации вокруг конкретного проекта (такой подход в концепции EPD называют "product-centered"). Пользователи имеют возможность представить структуру изделия в двух взаимодополняющих видах - как "дерево сборки" (спецификации) в ООСИ и как трехмерную модель в 3D-визуализаторе. Такой подход помогает лучше понять и отобразить взаимосвязи и взаимозависимости, существующие между составными частями сложного проекта - деталями, узлами, сборками, агрегатами. При этом в любом из двух окон, нажав на кнопку мыши, можно получить нужную инженерную или деловую информацию о выбранном компоненте изделия.

В окне Отображения Структуры Изделия обеспечивается согласованное представление структуры изделия в виде дерева сборки, которое помогает размещать и осуществлять доступ к любой информации об изделии и быстро разбираться в сложных сборках. В ООСИ собирается информация из различных источников, таких как чертежи, модели, спецификации, документы, планы, а также специальные обзоры структуры изделия - например, "как спроектировано", "как скомпоновано", "как обслуживается". ООСИ имеет базовый интерфейс для динамической работы с информацией и приложениями, имеющими отношение к структуре изделия, такими как проектирование, моделирование, поддержка конфигурации, сопровождение, выбор деталей. Информация представляется средствами Информационного браузера, а приложения запускаются в Окне Приложения Пользователя. Например, пользователи могут руководствоваться иерархическим деревом структуры, выполняя проектирование сложных сборок в режиме параллельной работы с помощью специального модуля Concurrent Assembly Mock-UP (CAMU), входящего в состав семейства CADDS 5.

3D-визуализатор (3D Viewer) помогает выявить сложность сборки - уяснить состав компонентов и их взаимосвязь в изделии. В этом окне выводятся трехмерные модели деталей и сборок, которые пользователь выделил на дереве структуры изделия в окне отображения структуры. При работе с 3D Viewer можно преобразовывать изображение, выделять взаимопересечения между деталями сборки, определять местоположение компонентов в пределах некоторой объемной зоны, выбирать детали из сборки. Визуализатор обеспечивает динамическую связь с окном отображения структуры изделия - пользователи могут переключаться между двумя представлениями (трехмерной моделью и деревом) всего изделия или выбранных деталей, что помогает разобраться в сложной структуре проекта.

Окно Отображения Пользовательского Процесса предоставляет графический "маршрут" прохождения процессов работы над изделием, показывая, где пользователь находится в данный момент, и в каком направлении должен быть сделан следующий шаг. ООПП дает каждому пользователю возможность вычленить из общего потока задач его конкретную последовательность текущих работ и выполнять их в точном соответствии с отображенным в окне графиком. При этом обеспечивается возможность разделения и неоднократного использования процедур для выполнения отдельных задач. Сложные формальные процедуры можно выполнять с учетом накопленного в корпорации опыта. ООПП позволяет обеспечить оптимальный режим параллельной работы участников процесса производства. Поток заданий для каждого организуется в соответствии с предоставляемой ООПП графической "картой" действий над проектом (аналог сетевого графика). Среди функций ООПП самыми важными являются хранение списка входящих в коллектив специалистов, наблюдение за тем, в какой точке данный пользователь подключается к конкретному процессу; координация продвижения работ среди участников; предоставление каждому из них нужной информации и приложений для выполнения конкретной задачи; организация действий пользователей на основе накопленного компанией опыта.

Из окна Приложения Пользователя можно запускать необходимые пользователю приложения и получать относящиеся к задаче данные. Так формируется полное электронное определение изделия - EPD. Пользователь выполняет свою индивидуальную задачу - работает в среде САПР, АСУ, занимается обработкой текстовой информации, создавая новые данные для пополнения электронной модели изделия. Одновременно прозрачно для него происходит наполнение рабочей зоны новыми данными, производимыми другими участниками процесса разработки. При этом результаты работы, которая происходит здесь и сейчас (последовательная разработка изделия и связанные с этим процессы) могут разделяться специалистами различных дисциплин.

Следует особо отметить, что между всеми окнами единой пользовательской среды EPD.Connect существует двусторонняя интерактивная связь - изменение информации в одном из них порождает модификацию других в реальном времени. Каждое из окон может адаптироваться к требованиям конкретных корпоративных стандартов или пожеланиям пользователя.

Среда EPD.Connect позволяет работать с разнообразными приложениями и интегрировать различные прикладные системы, используемые в корпорации: автоматизацию проектирования, планирование производства, поддержку бизнеса. В результате обеспечивается открытая среда разработки, которая повышает отдачу от уже использующихся в компании программных средств.

Кроме того, EPD.Connect позволяет разработчикам сложных изделий использовать популярные сегодня системы CAD/CAM/CAE (ProENGINEER, CADDS5, CATIA, AutoCAD), а также поддерживает интерфейс к R/3. Базовыми программными компонентами реализации концепции EPD в целом и интегрированной среды EPD.Connect в частности являются системы CADDS 5 и Optegra [1,2]. Первая относится к направлению CAD/CAM/CAE, а вторая реализует управление корпоративными данными об изделии (PDM). Предоставляющая средства проектирования изделия CADDS 5 является основным элементом процесса интегрированной разработки. В среде EPD.Connect эта система обеспечивает функционирование 3D-визуализатора и предоставляет такие возможности, как гибридное моделирование, средства многопользовательского моделирования сложных сборок, а также разнообразные приложения автоматизации проектирования, анализа, создания чертежной документации и подготовки производства.

Среда EPD.Connect может быть сконфигурирована в зависимости от специализации пользователя. Для этого существуют "ролевые" пакеты, которые содержат все функции EPD.Connect плюс средства запуска определенных приложений, соответствующих той или иной дисциплине в рамках жизненного цикла изделия. Например, пакет EPD.Designer предназначен для конструктора, отвечающего за создание и модификацию сложных компонентов и крупных механических сборок в изделии. EPD.Manufacturing Engineer обеспечивает спецификациями и необходимой информацией о структуре изделия технологов, которые занимаются подготовкой производства инструментальной оснастки и программированием оборудования с ЧПУ. Пакет EPD.Drafter обеспечивает чертежников средствами автоматической генерации документов и чертежей на базе различных (каркасных, поверхностных и твердотельных) трехмерных моделей, разработанных в той или иной CAD-системе. Такие специализированные EPD-решения предоставляют пользователям в точности те прикладные средства и ту информацию об изделии и связанных с ним процессах, которые необходимы именно для их работы в среде совместной разработки изделия.

Среда EPD.Connect практически инвариантна к используемой на предприятии вычислительной платформе. Система может работать с Digital/UNIX, HP-UX, AIX, NT и Windows 95, IRIX и Solaris.

Заключение

Сегодня EPD.Connect стал основой интегрированной среды производственных данных (Integrated Product Data Environment), разрабатываемой консорциумом Lockheed Martin Government Electronic Systems, объединяющим крупные кораблестроительные предприятия военно-морского флота США. Базовые компоненты EPD.Connect внедрены также и на ряде предприятий в России, что дает основания надеяться, что эта система привлечет внимание отечественного рынка.

Современная корпорация - это по сути "виртуальное" предприятие, которое включает в себя всех участников проектирования и производства продукции, а также поставщиков, соисполнителей и организации сопровождения. EPD.Connect для виртуальной корпорации - это средство увидеть на экране компьютера весь жизненный цикл изделия, своевременно подключиться к нему и максимально эффективно выполнить работу.


Литература

  1. В.Краюшкин. Система Optegra - управление производственными данными. Открытые системы, # 1, 1997. с.67-2.
  2. В.Клишин, В.Климов, М.Пирогова. Интегрированные технологии Computervision. Открытые системы, # 2, 1997. с.37-42.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями