Чтобы обеспечить конкурентоспособность, предприятия машиностроения вынуждены постоянно осваивать быстрый запуск новых изделий, удовлетворяющих требованиям заказчиков. Сократить время вывода на рынок нового изделия и, тем самым, повысить эффективность своей деятельности, производственным предприятиям позволяет применение технологии управления жизненным циклом продукции (изделия) и информационной системы в качестве инструмента реализации технологии.

Жизненный цикл продукции , согласно ГОСТ Р 50-605-80-93, — совокупность взаимосвязанных процессов последовательного изменения состояния продукции от формирования исходных требований к ней до окончания ее эксплуатации или применения.

Свободная энциклопедия Википедия определяет жизненный цикл изделия (продукции) как совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.

Среди основных процессов жизненного цикла продукции выделяют обычно проектирование, производство, эксплуатацию, утилизацию. Каждый из основных процессов состоит из совокупности множества других. Так, например, процесс проектирования включает в себя научно-исследовательские работы и опытно-констукторские разработки, конструкторскую и технологическую подготовку производства, освоение производства нового изделия и т.д.

При этом следует отметить, что продукция конкретного типа может одновременно находиться в нескольких стадиях жизненного цикла, например, в стадиях производства, эксплуатации и капитального ремонта.

Технология управления жизненным циклом изделий (Product Lifecycle Management, PLM) представляет собой организационно-техническую систему, обеспечивающую управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации.

Так как технология непосредственно касается информации, тут уже без информационной системы не обойтись, поскольку вся информация, содержащаяся в PLM-системе, образует «цифровую историю жизни» производимой продукции.

Технология управления жизненным циклом изделия:

• поддерживает коллективную разработку изделия;
• обеспечивает интеграцию персонала, производственных процессов и информации;
• позволяет «бесшовно» объединить систему управление данными об изделии (PDM) и систему планирования производственных ресурсов (Enterprise Resource Planning, ERP).

Если PLM обеспечивает управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, то базовые функциональные возможности PDM-систем, как части концепции PLM, охватывают:

• управление хранением данных и документами;
• управление потоками работ и процессами;
• управление структурой продукта;
• автоматизацию генерации выборок и отчетов;
• механизм авторизации.

С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание больших массивов данных и инженерно-технической информации, необходимых на этапах проектирования, производства, а также поддержка эксплуатации, сопровождения и утилизации технических изделий.

Программно-методический комплекс

Интерес предприятий машиностроительной отрасли все в большей степени смещается от автоматизации учета и экономических расчетов к автоматизации управления производством. Программно-методический комплекс «1С:Машиностроение 8 СТАРТ PLM», благодаря интеграции PDM и ERP, позволяет управлять информацией об изделии на протяжении всего жизненного цикла и решать разного рода производственные задачи на предприятиях с высокой долей затрат на конструкторско-технологическую подготовку производства (рис. 1). Программно-методический комплекс содержит обобщенные технологии управления машиностроительным предприятием, совокупность знаний и рекомендации по их применению.

Рис. 1. Функциональная модель базового PLM-решения

Однако ни одно информационно-технологическое решение никогда не сможет удовлетворить всех и сразу. Тем более что управление, в том числе и в машиностроительной отрасли, считают искусством, хотя в его основе лежат проверенные жизнью технологии. Каждое предприятие строит свою систему управления производством, включающую в себя и управление информацией об изделии на протяжении всего жизненного цикла. Тем не менее, Третий практический форум «1С:Машиностроение 8 СТАРТ PLM»: автоматизация производства» позволил его участникам обсудить ряд методологических вопросов управления производством и различных методик автоматизации на предприятиях машиностроения, обменяться мнением об их использовании, познакомиться с некоторыми вариантами решений производственных задач на нескольких промышленных предприятиях.

Производственное планирование

При всей видимости общности подходов к планированию на каждом предприятии используется своя система построения планов. Обусловлено это множеством факторов, среди которых стратегия предприятия, тип производства (массовое, серийное, мелкосерийное, единичное) и длительность производственного цикла, трудоемкость изготовления продукции и особенности технологического процесса. Большое влияние на систему планирования оказывают организация закупочной и сбытовой логистики и самого производства, уровень подготовки кадров и т.д. Все эти факторы необходимо учитывать.

Использование программно-методического комплекса позволяет директору по производству автоматизировать основные свои функции — планирование (долгосрочное и краткосрочное), контроль исполнения планов производства и контроль расходов, что позволяет повысить эффективность производства и своевременно обеспечить предприятие необходимой информацией.

Как правило, система планирования представляет собой совокупность планов, которые отличаются между собой назначением, горизонтом планирования, уровнем детализации и прочими характеристиками. В зоне ответственности директора по производству находятся:

• планы производства;
• планы потребности в материальных ресурсах;
• планы загрузки мощностей;
• планы потребности в трудовых ресурсах и т.д.

Так, на одном из предприятий, о котором было рассказано на Форуме, производственное планирование строится по 2 контурам:

1. Долгосрочное прогнозное планирование на год с последующей разбивкой на кварталы и месяцы на основе прогнозных данных и планов продаж готовой продукции.
2. Оперативное понедельное планирование на основе заказов покупателей и по потребностям «идеального склада». Под «идеальным складом» понимаются страховые запасы готовой продукции, чтобы обеспечивать возникающие потребности покупателей непосредственно со склада.

По долгосрочным планам производства готовой продукции формируются планы сборки и планы производства деталей и сборочных единиц. Кроме этого, оцениваются потребности в материалах, сырье и покупных изделиях, проводится предварительная оценка достаточности производственных мощностей.

Оперативное планирование на неделю по своей структуре не отличается от прогнозного, но точность его, несомненно, выше. На основании недельных планов осуществляется уже диспетчеризация производства, формируются конкретные задания, и осуществляется производство и выпуск продукции.

Следует отметить, что все эти работы проводятся автоматически. В автоматическом режиме осуществляется и контроль выполнения планов, сравнение прогнозных и оперативных планов, сравнение плановых данных с фактическими.

Однако эффективность планирования и контроля производства напрямую зависят от полноты, актуальности и нормализации нормативно-справочной информации. А это номенклатура изделий, полуфабрикатов, материалов сырья, покупных изделий. Это и спецификация, состав изделия, инженерные данные и некоторая дополнительная информация, необходимая для автоматизации управления производством.

Оперативный контроль запасов

Участники Форума рассмотрели еще один вариант решения производственных задач на промышленном предприятии.
В данном случае, существование на предприятии центрального склада материалов, на котором хранятся материалы для основного производства и вспомогательного, инвентарь, хозяйственные принадлежности и все прочие материалы, не позволяло оперативно контролировать запасы. Довольно сложно понять, какие остатки материалов находятся в производстве на текущую дату. Нет возможности определить потребность производства в материалах и необходимые сроки поставок, а также определить остатки неделимых материалов.

Выделение цеховых кладовых материалов для основного производства позволило решить задачу оперативного контроля. Кроме того, предприятие получило возможность корректировать нормы расхода материалов в реальном времени и разделять имеющиеся на центральном складе материалы между производственными подразделениями.

Важно подчеркнуть, что организация цеховых кладовых не потребовала дополнительных площадей, поскольку информационные технологии позволяют решать такого рода производственные задачи в виртуальном пространстве — в информационной системе через организацию информационных потоков.

Оптимизация ввода информации

Еще один пример решения производственных задач — оптимизация ввода в систему данных, необходимых для управления производством и принятия оперативных решений.

Казалось бы, простой вопрос. Но учитывая большие объемы разнородной информации, которые должны заносить в систему сами работники, выполняющие производственные задания в цехах, или диспетчеры производства, то понятно, что не следует усложнять жизнь производственным работникам. Процесс ввода данных должен быть для них максимально упрощен. Им необходимо всего лишь зафиксировать нужную информацию в максимально простой и доступной форме.

Так, оптимизация для производственных работников ввода информации в систему позволила организовать эффективный процесс взаимодействия коммерческого отдела и производственного цеха (рис. 2).

Рис. 2 . Пример работы производственных специалистов в программе

Производственное оборудование, несмотря на множественность технологических процессов, выстроено таким образом, что позволяет запускать в производство с минимальными переналадками изделия с разными характеристиками. Продукция предприятия, имеющая короткий производственный цикл, сразу отгружается покупателю. Поскольку на предприятии нет склада готовой продукции, а транспорт подается по расписанию, то необходимо обеспечить бесперебойный выпуск продукции и, соответственно, оперативный его учет. В цепочке для каждого процесса определены рабочие места и упрощены формы ввода информации, чтобы специалисту были доступны только те данные, которые ему требуется.

Это только некоторые примеры использования программно-методического комплекса и технологии управления жизненным циклом изделия для решения производственных задач.

Платформа сотрудничества и развития

Управление жизненным циклом изделия (продукции), благодаря интеграции систем управления данными об изделии и планирования производственных ресурсов, позволяет организовать совместную работу всех подразделений промышленного предприятия в едином информационном пространстве. Создание единой среды эффективного взаимодействия повышает прозрачность деятельности каждого подразделения и предприятия в целом.

При современном подходе можно выделить 11 этапов ЖЦ изделия:

• Маркетинг и изучение рынка;
• Проектирование и разработка продукта;
• Планирование и разработка процессов (технологий производства, эксплуатации и т.п.);
• Закупки;
• Производство или предоставление услуг;
• Упаковка и хранение;
• Реализация;
• Установка и ввод в эксплуатацию;
• Техническая помощь и обслуживание;
• Послепродажная деятельность или эксплуатация;
• Утилизация и переработка в конце полезного срока службы.

Развитие PLM

Сам термин «управление жизненным циклом изделия» появился как результат почти двадцатилетней эволюции соответствующих рынков и технологий. Для середины начала 1990-х гг. единого мнения относительно того, что именно следует относить к категории информация об изделии, (особенно в смысле инженерных данных) попросту не существовало. Постепенно эти данные стали конкретизироваться, как данные об изделии. Именно в это время появился термин «управление данными об изделии» (PDM). Последние несколько лет внесли окончательную ясность: отрасль сформировалась и постоянно расширяется как по степени охвата, так и по мощности предлагаемых решений, благодаря чему, собственно, и был принят термин PLM. Этот термин ныне используется для описания бизнес-подходов к:

• созданию интеллектуального капитала и информации, относящихся к изделию
• управлению этими составляющими продукта
• направленному использованию капитала и информации на протяжении всего жизненного цикла продукта

В ходе развития PLM менялись и подходы к определению жизненного цикла изделия. Так, если двадцать лет назад под жизненным циклом понимались, как правило, проектные и конструкторские работы, поскольку инструментальные средства были сосредоточены прежде всего на автоматизированном проектировании при управлении данными, то в конце 1980-х подход включил уже и поток операций, и процессы, происходящие при развитии жизненного цикла изделия. Таким образом, имеет место обмен информацией и процессами между различными направлениями опытно-конструкторских работ.

Применение PLM

Область применения PLM-систем растет быстрыми темпами. Она интегрирует такие сферы деятельности, в которых использование интеллектуальных активов, связанных с изделием и обмен такими активами обеспечивают заметное увеличение ценности. Использование таких систем дает предприятиям возможность производить продукцию необходимого качества и обеспечивает заказчикам и пользователям наилучшие преимущества в работе с конкретными видами продуктов. Сращивание PLM с другими областями приносит новые возможности и открывает такие сферы, где потенциал связанного с изделием интеллектуального капитала реализуется внутри расширенного предприятия. Сейчас PLM применяют в следующих областях:

• управление процессом формирования идей
• цифровое производство
• анализ и управление моделированием
• послепродажное обслуживание, включая техобслуживание, ремонт и эксплуатацию
• программы гарантийного обслуживания
• управление исходными требованиями
• управление портфельными активами
• управление портфелем программ
• управление портфелем продукции
• управление активами в дискретном производстве
• мехатроника – управление интеграцией электронных устройств и программного обеспечения
• проектирование систем
• управление техническими характеристиками/рецептурой/номенклатурой
• управление соответствиями

Основные задачи PLM

Принято выделять шесть основных ключевых задач работы PLM в рамках ведения продукта от разработки до утилизации:

• управление данными о продукте
• управление жизненным циклом основного средства
• управление программами и проектами
• сотрудничество на протяжении жизненного цикла продукта
• управление качеством
• охрана окружающей среды и труда, производственная медицина

Управление данными о продукте

Данные о продукте занимают значительную часть в общем объеме информации, используемой на протяжении жизненного цикла изделия. На основе этих данных решаются задачи производства, материально-технического снабжения, сбыта, эксплуатации и ремонта. Как видно из практики, даже частичное электронное представление сокращает сроки производства изделия в полтора раза и приводит к уменьшению затрат на 50-80%. Согласно ключевому стандарту CALS-технологий ISO 10303 необходима гармонизация терминологии, типов, видов документов, форматов их электронного представления, протоколов работы с ними, средств защиты от несанкционированного доступа.

Управление жизненным циклом оборудования

PLM-решение помогает предприятиям при планировании, эксплуатации, техническом обслуживании и замене оборудования, обеспечивая им возможность достижения более высокого уровня контроля и точности работы оборудования. Управление жизненным циклом оборудования подразумевает целый ряд функций, направленных на улучшение работы в целом, обеспечение бесперебойного цикла производства и т.д.

Программно-проектное управление

Данная функциональная область предоставляет информацию для принятия стратегического решения по производимой продукции. Для эффективного управления проект должен быть хорошо структурирован – разбит на увязанные между собой пакеты работ, что позволяет контролировать бюджет изделия, планировать необходимые мощности, управлять коммуникационными потоками.

Поддежка взаимодействия

Увеличение эффективности разработки продукта позволяет значительно сократить его себестоимость, и, тем самым, повысить конкурентоспособность. Тесная интеграция процессов проектирования, производства, сбыта и обслуживания повышает эффективность вывода нового продукта на рынок за счет обеспечения незамедлительной и непрерывной обратной связи на протяжении всех этапов разработки.

Управление качеством

Возросшая конкуренция привела к заметному ужесточению требований, предъявляемых потребителем к качеству продукции. Чтобы сохранить конкурентоспособность и вести экономическую деятельность без убытков, необходимо применять эффективные и результативные системы контроля качества на всех этапах жизненного цикла продукта. Этот аспект достаточно широк, он включает в себя маркетинг, проектирование и разработку технических условий, материально-техническое снабжение и закупку, разработку производственных процессов, собственно производство, контроль испытаний, сертификацию, монтаж, эксплуатацию, техобслуживание и утилизацию. PLM-системы помогают решать задачи такого рода с большим эффектом.

Соблюдение требований охраны природы

PLM-системы, помимо всего прочего, должны включать в ссебя компоненты, призванные снизить затраты, минимизировать риски и учесть требования регулирующего законодательства, что способствует сохранению положительной репутации компании в глазах общественности, расширяет возможности по повышению квалификации персонала за счет поддержки обмена информацией в рамках всей организации. Кроме того, применение таких приложений в системе PLM-решения значительно снижает время на заполнение бланков предписаний по технике безопасности.

09.08.2006, СР, 16:08, Мск

Предлагая решения для управления жизненным циклом изделий (PLM), некоторые разработчики лукавят: продуктов, полностью соответствующих концепции, немного. Но это не мешает мировому рынку PLM активно развиваться, а российским разработчикам таких систем – надеяться на весомую поддержку со стороны государства. В любом случае, перспективы этого сектора рынка вполне радужные.

страницы: 1 | | следующая

Будущее рынка PLM

Прогнозы относительно перспектив PLM-систем на ближайшее будущее сейчас сыплются как из рога изобилия. Так, компания Daratech считает, что в течение следующих трех лет лидерами будут две компании - UGS и Dassault Systemes. Они в течение ближайших пяти лет смогут аккумулировать порядка 70% всего рынка. Daratech свои выводы строит на анализе продолжительного кризиса компании PTC. Но PTC уже не раз преподносила сюрпризы рынку, опровергая самые смелые прогнозы насчет своей будущности. Кроме того, по мнению аналитиков Daratech, должны значительно ускориться процессы поглощения малых и средних игроков на этом рынке. Но при этом велик шанс появления новых компаний-лидеров с серьезными конкурентными преимуществами.

Сразу вспоминается пример компании ImpactXoft, разработавшей с нуля новаторский продукт IX Design. Правда, независимой компания оставалась недолго. Dassault Systemes в обмен на "ноу-хау" ImpactXoft предоставила для IX Design часть программного кода Catia.

Daratech полагает, что главной движущей силой PLM в следующие 5-10 лет станет CAE-сегмент, и CAE-программы будут встроены в CAD-системы. Этот процесс уже набирает обороты и особенно активно проявляется в среднем сегменте рынка. Например, семейство программ Cosmos уже давно работает в среде Solid Works. Аналогичная ситуация может сложиться и с CAM-программами, например, SolidCAM уже встроен в Autodesk Inventor. И вообще, по мнению Daratech, индустрия PLM через десять лет будет в корне отличаться от уже существующей.

CIMdata прогнозирует появление в PLM-решениях производственных функций - автоматизированных систем управления производственными процессами Manufacturing Execution System, или сокращенно MES. В этом отношении, приобретение компанией Dassault Systemes фирмы MatrixOne выглядит наиболее перспективно, ее функции по управлению проектами уже нашли свое отражение в ENOVIA MatrixOne. По мнению CIMdata нас также ждет расширение ассортимента предлагаемых программных продуктов, специализирующихся на решении локальных задач и учитывающих специфику конкретных отраслей и предприятий, но построенных на базе единой платформы от одного вендора.

Мировой рынок PLM в 2005 году: объем*, лидеры

* Объем рынка разделен на доходы от разработки ПО, доходы от продаж конечным пользователям (ритейл) и дистрибьюторам (прямые продажи).

Источник: Daratech, 2006

Кроме того, на рынке PLM-продуктов должны появиться решения, предназначенные для новых отраслей, таких как производство одежды, розничная торговля, упаковка и др. Определенный прогресс в этом направлении уже есть, некоторые вендоры уже публиковали заявления об успешных внедрениях. CIMdata также прогнозирует более масштабную интеграцию конкурирующих продуктов. Это очень важная задача, причем она касается не только продуктов разных производителей, но и разных продуктов одного и того же производителя. Так, например, до сих пор нет прямой и обратной интеграции между Catia и Solid Works, хотя Solid Works Corporation с 1997 года принадлежит Dassault Systemes. Ну а для завоевания массового рынка малого и среднего бизнеса создатели PLM-решений должны будут обратить внимание на разработку более дружественного пользовательского интерфейса.

По прогнозу компании Gartner, в ближайшие годы самой перспективной станет сервис-ориентированная архитектура SOA. Кроме того, PLM-рынок перейдет на поставку решений по требованию. Эти решения будут обладать всеми необходимыми функциональными возможностями для адаптации к условиям работы конкретного предприятия. Критически важным фактором станет интеграция между ERP и PLM. По заявлениям некоторых вендоров, ими уже внедрено несколько удачных интегрированных решений, но в подобных продуктах есть и много "подводных камней", в первую очередь, из-за различия идеологии функционирования таких систем. К начатому CIMdata списку новых отраслей, где следует ожидать внедрения PLM-решений, Gartner добавляет медицину, страхование, банки и сети быстрого питания. Если это удастся, то рынок PLM будет расти значительно быстрее, ведь в указанных областях вращаются большие деньги.

Четкие границы PLM

Изучая различного рода информацию о PLM, часто ловишь себя на мысли, что решение, преподносимое автором как PLM, на деле таковым не является. Поэтому, чтобы избежать разночтений, предлагаю уточнить терминологию.

PLM (Product Lifecycle Management) – это управление жизненным циклом изделия. Название, вроде бы, говорит само за себя, но появилось не сразу. Долгое время специалистами использовалась (да и сейчас активно используется) довольно громоздкая конструкция CAD/CAM/CAE/PDM. В свое время ее пытались заменить более коротким CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support – непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла), но аббревиатура PLM, предложенная компаниями Dassault Systemes и IBM, попала "в яблочко", и вскоре ее стали использовать все ведущие разработчики систем автоматизированного проектирования (САПР).

Если вдуматься, то в поддержке жизненного цикла изделия и управлении этим процессом участвуют все службы предприятия, соответственно, все эти службы являются тем или иным компонентом PLM. В применении к ИТ, в понятие PLM следует включить все имеющиеся в организации программные средства, в том числе ERP и CRM. Поэтому под PLM мы будем понимать цепочку CAD/CAM/CAE/PDM, так как это принято большинством ИТ-специалистов.

PLM-рынок сегодня

Рынок PLM растет, привлекая все больше внимания крупных игроков на этот довольно прибыльный участок ИТ. По данным Daratech, озвученным на конференции DaratechSUMMIT 2006, в 2005 году общий объем рынка вырос на 13% и составил $10,49 млрд.

Лидером в данной области является пионер концепции PLM - компания Dassault Systemes. Ее PLM-решение выглядит следующим образом: система CAD класса Hi-end Catia, на основе которой решаются задачи сегментов CAE и CAM с использованием собственных и сторонних приложений; две PDM-системы Enovia и Smarteam (последнюю можно назвать Lite-версией, соответственно, и цена у нее ниже, чем у Enovia); а также система Delmia, предназначенная для решения задач планирования и управления производством.

Хорошие темпы роста на рынке PLM демонстрирует и компания UGS, которая подхватила идею PLM, предложив соответствующие решения не только для крупных, но и средних компаний. В ее PLM-системе для крупных компаний использованы CAD, CAM и CAE Unigraphics и PDM-решение Teamcenter. А в состав PLM-решения среднего класса UGS Velocity Series включены CAD Solid Edge, CAE Femap, NX CAM Express и PDM Teamcenter Express.

Вслед за ними идет PTC, которой практически удалось выбраться из затяжного кризиса и не только за счет сокращения издержек. Она заключила союз с IBM, пусть и на отдельно взятом китайском рынке, а также вступила в альянс с Microsoft, став ее "золотым" партнером (Microsoft Gold Certified Partner). В состав PLM-решения от PTC входят системы CAD, CAM, CAE (все – Wildfire / ex-PRO/Engineer) и PDM Windchill.

Ведущие мировые и российские разработчики PLM-систем

Технология управления жизненным циклом изделий. Организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолёты и ракеты, компьютерные сети и др.). Информация об объекте, содержащаяся в PLM-cистеме, является цифровым макетом этого объекта.

Чем полезна PLM-система

В современном мире всё большее количество руководителей предприятий склоняется к тому, что основным инструментом в борьбе за успешность компании является внедрение инновационных технологий. Инновации - это та сила, что позволяет вашему предприятию занять большую долю рынка, сила, позволяющая вашим изделиям приносить максимальную прибыль. Инновации снижают расходы на организацию управления и увеличивают его эффективность. Наиболее передовые компании используют инновационные подходы не только на всех стадиях производства, но и на всех стадиях жизненного цикла их изделий.

Ежегодно на предприятиях возникают сотни новых идей, призванных ускорить производство, улучшить потребительские свойства изделий, уменьшить расходы на производство. Часть этих идей при первичном рассмотрении признаётся несостоятельными, из оставшихся, пущенных в разработку, минимум половина не приносит ожидаемого эффекта, и лишь малая доля реально оказывается воплощённой в конечном изделии. Однако сколько при этом производится информационных данных! Документы, версии, поправки, изменения, вносимые разными людьми - разобраться со всем этим вручную даже в небольшой компании может оказаться не под силу. Применение PLM-системы позволяет создать контролируемую среду распространения информации, в которой можно сохранить все идеи и документы, которые в дальнейшем будут доступны по первому требованию строго определённому регламентами кругу лиц. Ещё один положительный эффект: использование PLM-системы позволяет избавиться от ненужной дублирующейся информации.

Внесение в PLM-систему информации о более ранних разработках, на первый взгляд, может не показаться стоящей практикой, однако такой подход позволяет повторно использовать идеи, успешно зарекомендовавшие себя на предыдущих проектах. Вместо того, чтобы тратить время на повторное изобретение колеса, лучше достать его из архива PLM-системы. А если нужен другой его вариант, отчего бы для начала не проанализировать десятки уже имеющихся всё в том же архиве?

Реальность такова, что ведение бизнеса сейчас сопряжено с постоянным общением не только внутри компании, но и с партнёрами, поставщиками и даже клиентами, находящимися в разных концах не только одного города, страны, но и всего земного шара. Причин тому может быть множество. Быть может, у компании нет специалистов в той или иной области производства, и тогда привлечение специалистов из другой компании - единственный выход. Может, специалисты есть, но они заняты на других проектах; а может быть просто дешевле заказать производство третьим компаниям, чем производить что-то самим. А уж если говорить про техническую поддержку изделия, то обеспечение взаимодействия между географически распределёнными участниками жизненного цикла изделия становится непременным условием, с которым успешно справляется PLM-система.

PLM-система обеспечивает ещё одну важную функцию - сбор данных о функционировании изделия у заказчика. Вы видите, как эксплуатируется изделие, в каких условиях, что при этом с изделием происходит, видите слабые места изделия - это бесценные данные, анализируя которые можно как улучшить обслуживание вашего изделия, так и улучшить следующие версии самого изделия путём устранения соответствующих его недочётов, оптимизации тех или иных характеристик. На основе полученных данных можно предсказать сроки снижения функциональности и отказа тех или иных компонентов изделия и провести заблаговременное их обслуживание или замену. Наконец, при утилизации изделия появляется возможность определить ценность тех или иных его компонентов и возможность их повторного использования. В результате - сокращение расходов на производство, использование и обслуживание изделия, сведение к минимуму времени его простоя в результате возможных отказов.

Процессы производства и поддержки изделия зачастую представляют собой одни и те же повторяющиеся действия. Без автоматизированной системы, контролирующей подобные процессы, их протекание может идти не так быстро: исполнитель может что-то напутать, использовать неверные данные, а то и вовсе забыть сделать тот или иной шаг. Отсутствие при этом обратной связи с исполнителем не позволяет руководителю увидеть состояние процесса и оперативно среагировать. PLM-система позволяет описать регламент бизнес-процесса, а затем и осуществляет автоматический контроль его исполнения. Исполнитель получает точные инструкции, что и как нужно сделать, получает необходимые для этого документы, а главное - ему не нужно думать, кому передать процесс дальше - PLM-система сама подберёт нужного человека, руководствуясь единожды созданными правилами. Но даже в том случае, если процесс по каким-либо причинам застопорился, руководитель имеет возможность заметить это - PLM-система подскажет ему, что на том или ином этапе есть задержка - и оперативно отреагировать. Как результат - уменьшение времени прохождения процесса, увеличение продуктивности предприятия.

Ещё одно сильное место PLM-системы - отчёты. Зачастую при изготовлении отчёта вручную требуется немало времени, чтобы собрать и проанализировать информацию из разных файлов, типов данных. PLM-система берёт на себя эту задачу. Специализированные модули сами отыскивают необходимые данные по заданным параметрам и изготавливают отчёт в том виде, который нужен. Помимо текущего положения дел, на основании имеющихся данных PLM-система может показать и то, что может произойти при принятии того или иного решения, что значительно снижает риски.

Всё вышеописанное делает PLM-систему наиболее значимым новшеством, внедрение которого на вашем предприятии способно революционизировать всю вашу деятельность и принести только положительные изменения.

Из чего состоит PLM-система

PLM-система - это сложный программный комплекс, состоящий из нескольких взаимосвязанных компонентов. Сердцем PLM-системы являются сервера метаданных, обеспечивающие всю логику работы системы. Они собирают, хранят и обрабатывают данные о файлах, изделиях, пользователях и т.д. Отдельно существуют файловые сервера, на которых находятся электронные версии документов, хранящихся в PLM-системе. Как только тот или иной документ помещается в PLM-систему, сам он попадает на файловый сервер, а информация о нём попадает на сервер метаданных. В дальнейшем, при запросе документа, сервер метаданных проверяет, можно ли выдать тот или иной документ запросившему лицу, и если он обладает достаточными правами, копия документа нужной версии будет отправлена этому пользователю из файлового сервера. Стоит отметить, что на файловом сервере хранятся все версии документов, помещённых в PLM-систему, потому поиск архивных копий того или иного документа не вызывает сложностей; более того, поисковая система сервера метаданных облегчит нахождение нужной версии документа, ограничив поиск по дате, создавшему пользователю или отдельным атрибутам.

Помимо серверной, существует и клиентская часть PLM-системы. Как правило, это набор модулей, выполняющих ту или иную задачу на компьютере пользователя. Наиболее часто эти модули осуществляют интеграцию PLM-системы с различными приложениями (CAD-программами, офисными пакетами и т.п). Подобные модули позволяют не выходя из привычных пользователю программных продуктов напрямую общаться с PLM-системой интуитивно понятным образом, брать из PLM-системы данные и документы для редактирования и помещать изменённые документы обратно. При этом PLM-система заботится о том, чтобы оповестить других участников процесса о том, что документ взят для редактирования другим пользователем, и предложить им обновлённую версию документа, когда таковая появится.

PLM-системе не обойтись без модуля, осуществляющего управление бизнес-процессами. Описав бизнес-процессы, происходящие на предприятии, можно возложить на PLM-систему задачу отслеживания когда, кому и какой документ и/или данные должны быть доставлены для успешного выполнения той или иной задачи. PLM-система отследит задержки при выполнении тех или иных задач и оповестит об этом руководителя процесса, что позволит ему проанализировать и устранить узкие места процессов. Поскольку описание бизнес-процесса, по сути, есть документ, то его версии также хранятся в PLM-системе, что позволяет легко просмотреть предыдущие варианты описаний бизнес-процессов, проанализировать их и принять верное решение о том, как, в случае проблем, описание бизнес-процесса (и, как результат, сам бизнес-процесс) нужно перестроить.

Ещё один тип модулей - генераторы отчётов. По данным, хранящимся в PLM-системе на сервере метаданных, они генерируют всевозможные отчёты регламентированных видов на стандартных бланках. При обновлении структуры изделия можно автоматически построить новый отчёт. Опять же, поскольку отчёт - документ, все его версии можно найти в PLM-системе.

Наверняка на вашем предприятии есть программное обеспечение, с которым PLM-система не интегрирована по умолчанию, но данные из которого имело бы смыл в ней хранить. PLM-система обязательно имеет инструментарий разработчика (SDK), позволяющий разработчикам подобной программы организовать взаимодействие их системы с PLM-системой по тем или иным правилам.

Цифровой макет

Цифровой макет - совокупность электронных документов, описывающих изделие, его создание и обслуживание. Содержит электронные чертежи и/или трёхмерные модели изделия и его компонент, чертежи и/или модели необходимой оснастки для изготовления компонент изделия, различную атрибутивную информацию по компонентам (номенклатура, веса, длины, особые параметры), технические требования, директивные документы, техническую, эксплуатационную и иную документацию.

Состав цифрового макета:

• Система управления документами - один или несколько программных комплексов, организующих документы цифрового макета в единое целое и управляющая их жизненным циклом. В настоящее время в качестве системы управления используются системы PDM или PLM;
• Система управления составом изделия - даёт возможность создавать абстрактную структуру изделия, не имеющую жёсткой связи с файлами САПР-систем, что позволяет легко изменять состав изделия в зависимости от конфигурационных вариантов или целевого исполнения. При наличии системы управления составом изделия возможно применять один и тот же цифровой макет для выпуска и обслуживания всех модификаций и исполнений изделия;
• Система управления жизненным циклом документов - включает в себя средства коллективной работы по просмотру, верификации и утверждению новых документов и по внесению изменений в ранее утверждённые документы. При использовании электронной подписи или принятого на предприятии её аналога возможна разработка и эксплуатация изделия по полностью безбумажной технологии;
• Система управления жизненным циклом изделия - является набором средств и настроек для представления цифрового макета на различных этапах создания и существования изделия: конструировании, производстве, обслуживании и утилизации;
• Трёхмерная модель - совокупность файлов одной или нескольких САПР-систем, представляющих объёмные модели частей и компонент изделия. Взаимное и абсолютное позиционирование в небольших изделиях может управляться САПР-системой, для больших проектов управление позиционированием осуществляется PDM-системой;
• Облегчённая трёхмерная модель - модель, полученная при помощи фасеточной аппроксимации модели из исходной САПР. Применяется для просмотра и анализа модели изделия средствами системы управления документами без использования САПР. Также, из-за меньшего объёма и простоты требует гораздо меньше машинных ресурсов для своего отображения. Наиболее употребимыми форматами облегчённого представления являются JT и CGR;
• Атрибутивные данные - данные, характеризующие и описывающие элементы цифрового макета. Например, для разработанной на данном предприятии детали атрибутивными данными будут: имя и отдел разработчика, материал, вес, набор и значения контролируемых параметров. Для стандартных изделий: обозначение ГОСТа, типоразмер. Для покупных изделий: наименование поставщика, номенклатура поставщика, список альтернатив;
• Технологические данные - данные, содержащие необходимые указания для производства: используемые инструменты, материалы, технологии, средства контроля и так далее. Результаты расчётов различных средств CAE;
• Производственные данные - данные по организации производства: проектирование и изготовление оснастки, технологические процессы, библиотеки операций и переходов. Программы для станков ЧПУ. Результаты моделирования средствами CAM;
• Документация - всевозможные документы, так или иначе связанные с изделием. Например, директивные документы, изменяющие этапы жизненного цикла элементов цифрового макета. Эксплуатационная и ремонтная документация, связанная как с изделием в целом, так и с отдельными деталями и узлами изделия.

В комментариях к нашей предыдущей статье высказывались вполне логичные претензии, в основном – от тех, кто в теме. Дескать, приведенный нами пример проектирования детали компьютерного корпуса в системе CATIA – это форменное забивание гвоздей микроскопом. Действительно, если перевести аналогию на более привычные пользователям Хабра IT-решения, это все равно, что устанавливать фотошоп только для изменения размера картинки. С компьютерным корпусом, допустим, справится и более простая система автоматизированного проектирования, но начать нам хотелось с какого-то простого примера.

Теперь перейдем к сложному и более реалистичному. Одним из клиентов Dassault Systemes (французской компании) является французский же автоконцерн PSA Peugeot Citroen. В разработке автомобилей этого альянса используется не только 3D CAD-система CATIA, но и многие другие программные решения. Вместе они составляют целую систему, которую принято коротко именовать PLM (Product Lifecycle Management) – Система управления жизненным циклом изделия. Собственно проектирование какого-либо продукта – это только небольшая часть всей системы.

Огромное внимание уделяется вопросу управления деятельностью крупного предприятия, у которого могут быть тысячи сотрудников, так или иначе ответственных за конкретный проект, сотни подрядчиков и десятки проблем, возникающих каждую минуту и требующих решения. Фактически система PLM настолько многогранна, что включает в себя многие элементы других (тоже непростых) программных комплексов, названия которых также состоят из трех букв: CRM, ERP и так далее. Только здесь продукт поставлен во главу, а значит такое решение – для компаний, создающих то, что можно потрогать руками. Например, автомобили.

Внутри – начало рассказа о системе PLM с точки зрения менеджера проекта, а также простой пример проектирования конструкции автомобиля в CATIA V6.

Начальство не дремлет!

Начнем с анализа проекта с точки зрения руководства. Какие типичные задачи у начальника любого проекта? Если в общих чертах, то так: собрать команду исполнителей, сформулировать общую задачу, назначить зоны ответственности и следить за выполнением, периодически вмешиваясь и решая возникающие проблемы. И это – если уже понятно, что и как будем производить. А если нет?

Допустим, у компании в недавнем прошлом был один успешный продукт (ну, например, Планшет), и теперь она хочет заработать еще больше денег, представив на рынке обновленную модель (допустим, Планшет 2). Уже на стадии планирования нужно учесть множество факторов. Отзывы пользователей предыдущего продукта (хотят встроенную видеокамеру, три недели автономной работы и разъем для карт памяти), экономическую целесообразность (первую модель выпустили меньше года назад, и ее в целом и так неплохо покупают), требования высшего менеджмента (деморализовать конкурентов, завоевать 100%, нет – 110% рынка!), стоимость комплектующих (пропиливание дырки в корпусе под карту памяти увеличит себестоимость на 10%).

За анализ подобной информации в PLM-системе Dassault Systemes отвечает решение ENOVIA. По сути, это система совместной разработки и планирования, где у каждого участника есть доступ к «своим» данным, а у начальства еще и возможность видеть общую картину, а также одним кликом рисовать красивые графики перевыполнения планов для еще более крутого начальства. В применении к автоиндустрии такая система может выглядеть так:

Обратите внимание, что проект открыт в браузере. Предусмотрена система удаленного доступа: командировка не помешает вам наблюдать за подчиненными. Многочисленные меню могут рассказать о стадиях проекта: поставленных задачах, проектировании, создании и испытании прототипа, закупки комплектующих у третьих сторон, производстве и обслуживании. ENOVIA хранит всю историю автомобиля, начиная с принципиального решения о разработке и производстве и заканчивая датой прекращения выпуска последних запчастей для уже давно снятой с производства модели. Всегда можно проследить, насколько эффективно велась работа по определенным направлениями, что делать дальше, и кто виноват. Справа есть список участников проекта – руководителей направлений разработки и простых инженеров.

Вполне очевидная вещь: таймлайн проекта. Понятно, что такой же можно нарисовать в «аутлуке». Разница в том, что здесь учитываются сроки разработки мельчайших деталей: вплоть до последней лампочки. ENOVIA хранит данные об успешности выполнения каждой небольшой задачи, и в целом позволяет уменьшить общий объем неизбежно возникающих в крупной организации нестыковок до разумных пределов.

Назад в CATIA
Впрочем, давайте спустимся на несколько уровней ниже, туда, где желания руководства (сделать лучше, больше, денежнее) реализуются талантливыми инженерами и дизайнерами. Я хочу показать, как система трехмерного проектирования CATIA используется для разработки реальных, и очень сложных продуктов. На сей раз мы имеем дело с автомобилем Peugeot 206, в котором нужно доработать встроенную аудиосистему. Для этого мы открываем нужный комплекс деталей, в данном случае – двери, где нужно разместить колонки.

Сравните это с примером из предыдущей статьи : здесь мы имеем дело с тысячами элементов, объединенных в группы: отдельно кузовные элементы, отдельно электрика, механика и прочее. Даже открытие такого проекта, на мощной многопроцессорной рабочей станции, занимает длительное время, поэтому в новой версии CATIA V6 был придуман специальный механизм, помогающий выбрать тот самый элемент конструкции, который нужен сейчас. Просто, чтобы не терять время.

Увеличиваем нужную деталь: здесь также видны другие элементы электрики, встроенной в двери: механизм поднятия стекла, кнопки в водительской двери, концевые выключатели и т.д.

Проектировать динамик отдельно не придется: мы просто выбираем его из списка готовых элементов.

И указываем модификацию автомобиля (пятидверную), а также тип комплектации.

Размещаем динамик в двери. Естественно, этим все не ограничивается: нужно продумать подключение динамика и вывод кабеля в салон автомобиля.

Для кабеля уже предусмотрено промежуточное крепление внутри корпуса.

Осталось указать основные опорные точки для жгута. Первый вариант не слишком удачный: жгут сильно натянут и от вибрации может лопнуть, либо может отлететь крепление.

Поэтому мы перемещаем промежуточный крепеж на новое место.

И получаем более надежную конструкцию. Вот полное видео данного этапа проектирования (лучше открыть