Организационно-экономические аспекты внедрения САПР

Отдельные версии AutoCAD дополнены широким набором средств и функций по решению задач землеустройства, включая создание и пометку точек съемки, создание цифровых моделей местности и рельефа, программами высококачественной визуализации и светового дизайна. Это позволяет эффективно использовать AutoCAD архитекторам и дизайнерам.

Второе место по предложениям на московском рынке занимает отечественная система КОМПАС, разработка фирмы Аскон, С.Петербург. Здесь также предусмотрено трехмерное моделирование и ряд приложений: библиотека трубопроводной арматуры; пакет библиотек ''Элементы инженерных коммуникаций''; пакет библиотек ''Элементы химических производств''; библиотека элементов кинематических схем; библиотека элементов технологической оснастки; библиотека ''Сосуды и аппараты''; архитектурно-строительная библиотека; система автоматизации программирования оборудования с ЧПУ; электронный справочник по подшипникам качения и т.д. Следует отметить, что данная система существенно дешевле, чем AutoCAD. Кроме того, по отзывам проектировщиков, работать в системе КОМПАС проще, удобнее. Например, на АО АвтоВАЗ намечается отказ от повсеместно внедренной для двумерного проектирования системы AutoCAD и переход к системе КОМПАС. Аналогичная ситуация и на некоторых других предприятиях. Завод №16 Министерства обороны г. Самары также планирует внедрить КОМПАС вместо AutoCADа.

Блок трехмерного моделирования в КОМПАСе выглядит более внушительно, чем в AutoCADе. Для создания трехмерных параметрических моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как типичные, так и нестандартные, уникальные конструктивные элементы предназначена подсистема КОМПАС-3D. Параметризация позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа.

Ключевой особенностью КОМПАС-ЗD является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

Область применения КОМПАС-3D определяется основным набором задач, которые он призван решать:

- моделирование изделий с целью создания конструкторской и технологической документации, необходимой для их выпуска (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.),

- моделирование изделий с целью расчета их геометрических и массо-центровочных характеристик,

- моделирование изделий для передачи геометрии в расчетные пакеты,

- моделирование деталей для передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ,

- создание изометрических изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.д.).

Общепринятым порядком моделирования твердого тела является последовательное выполнение булевых операций (сложения и вычитания) над объемными примитивами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами, пирамидами и т.д.)

В КОМПАС-ЗD объемные примитивы образуются путем выполнения такого перемещения плоской фигуры в пространстве, след от которого определяет форму примитива (например, поворот окружности вокруг оси образует сферу, а смещение многоугольника - призму).

Проектирование детали начинается с создания базового тела путем выполнения операции над эскизом (или несколькими эскизами). При этом доступны следующие типы операций:

- вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза,

- выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза,

- кинематическая операция - перемещение эскиза вдоль указанной направляющей,

- построение тела по нескольким сечениям-эскизам.

После создания базового тела производится «приклеивание» или «вырезание» дополнительных объемов. Каждый из них представляет собой тело, образованное при помощи перечисленных выше операций над новыми эскизами.

Отдельным типом документа системы КОМПАС является модель сборки.

Сборка состоит из отдельных деталей и подсборок (которые, в свою очередь, также могут состоять из деталей и подсборок). Проектирование сборки ведется «сверху вниз»; каждая новая деталь моделируется на основе уже имеющихся деталей (обстановки) с использованием параметрических взаимосвязей.

Детали и подсборки могут создаваться непосредственно в сборке или вставляться в нее из существующего файла. Кроме разработанных пользователем (уникальных) моделей, компонентами сборки могут быть стандартные изделия (крепеж, опоры валов и т.д.), библиотека которых входит в комплект поставки системы.

Взаимное положение компонентов сборки задается путем указания сопряжении между ними. В системе доступны разнообразные типы сопряжении: совпадение, параллельность или перпендикулярность граней и ребер, расположение объектов на расстоянии или под углом друг к другу, концентричность, касание. Процесс формирования сборки как бы повторяет действия слесаря-сборщика. Каждая деталь последовательными действиями «приставляется» к соседним деталям и подсборкам.

Компонент сборки можно свободно перемещать и поворачивать мышью, если этому не препятствуют сопряжения, в которых участвует компонент (например, втулку, концентрично установленную в отверстие, можно вращать вокруг оси и перемещать вдоль оси). Компонент можно также зафиксировать в текущем положении; вращение и перемещение зафиксированного компонента невозможно.

При работе с трехмерной моделью вся последовательность построения отображается в отдельном окне в виде «дерева построения». В нем перечислены все существующие в модели вспомогательные элементы, эскизы и выполненные операции в порядке их создания.

Помимо дерева, отражающего историю создания модели, КОМПАС-3D запоминает иерархию ее элементов (компонентов). В любой момент возможен просмотр иерархии в специальном диалоге. В нем отображаются все топологические отношения между элементами модели. Например, эскиз, построенный на грани какого-либо тела, располагается в иерархической ветви, соответствующей этому телу.

Существует два аспекта параметризации трехмерной модели в КОМПАС-3D.

Во-первых, каждый эскиз может быть параметрическим. На его объекты можно наложить различные параметрические связи и ограничения (вертикальность и горизонтальность, параллельность и перпендикулярность, выравнивание, симметрия, касание). Возможно задание зависимостей между параметрами графических объектов эскиза. Таким образом, в эскизах реализована та же вариационная идеология параметризации, что и в графических КОМПАС-документах.

Во-вторых, при создании модели система запоминает не только порядок ее формирования, но и отношения между элементами (например, принадлежность эскиза грани или указание ребра в качестве пути для кинематической операции). Таким образом, реализована иерархическая идеология параметризации объемных построений.

Наличие параметрических связей и ограничений в модели накладывает отпечаток на принципы ее редактирования.

В КОМПАС-3D в любой момент возможно изменение параметров любого элемента (эскиза, операции, сопряжения) модели. После задания новых значений параметров модель перестраивается в соответствии с ними. При этом сохраняются все существующие в ней связи. Например, пользователь изменяет глубину операции выдавливания и ее эскиз; в результате другой эскиз, построенный на торце образованного этой операцией тела, все равно остается на этом торце (а не «повисает» в пространстве на своем прежнем месте).

Следует особо подчеркнуть, что после редактирования элемента, занимающего любое место в иерархии построений, не требуется заново задавать последовательность построения подчиненных элементов и их параметры. Вся эта информация хранится в модели и не разрушается при редактировании отдельных ее частей.

Если произведено такое редактирование модели, которое делает невозможным существование каких-либо ее элементов с учетом параметрических связей, КОМПАС-3D выдает соответствующее диагностическое сообщение. В нем указана конкретная причина конфликта или потери связи между элементами модели. Справочная система содержит рекомендации по возможным путям устранения ошибки.

Программное обеспечение для интегрированных систем САПР/АСТПП/АСНИ или т.н. «тяжелых» CAD/CAM систем предложено единичными дилерами. Хотя еще в 1991 году на рынке были представлены отечественные разработки, программные продукты для сквозного проектирования подготовки, например, сварочного производства (система АС ТПП): FIXTURE для конструирования сборочно-сварочных, сварочных, контрольных и пробивных приспособлений; WTOOL - конструирование сварочных клещей и машин и моделирование их работы относительно сварочного узла, помещенного в приспособление; ROBOMAX - разработка и off-line программирование РТК и автоматических линий на их базе для процессов контактной точечной и дуговой сварки.

Технологическая подготовка производства

АСКОН предлагает своим клиентам широкий спектр систем, автоматизирующих различные этапы технологической подготовки производства. Они ориентированы на использование технологами машиностроительных предприятий, конструкторами технологической оснастки, специалистами, занимающимися проектированием программ обработки на станках с ЧПУ.

С 1989 на заводах машиностроительного профиля внедряется и эксплуатируется система КОМПАС-АВТОПРОЕКТ. В состав данного интегрированного программного комплекса входят подсистемы проектирования технологий: механообработки, штамповки, сборки, сварки, термообработки, покрытий, нормирования трудоемкости технологических операций, расчета норм расхода материалов, процедуры анализа технологических процессов, позволяющие рассчитывать суммарную трудоемкость изготовления деталей и узлов, определять материалоемкость и себестоимость изделия. Разработка технологических процессов (ТП) осуществляется в следующих режимах:

- Проектирование на основе техпроцесса-аналога - автоматический выбор соответствующей технологии из архива с последующей доработкой в диалоге.

- Формирование ТП из отдельных блоков, хранящихся в библиотеке типовых технологических операций и переходов.

- Объединение отдельных операций архивных технологий.

- Автоматическая доработка типовой технологии на основе данных, переданных с параметризированного чертежа КОМПАС-ГРАФИК.

- Ввод информации о ТП в диалоговом режиме с помощью специальных процедур доступа к справочным БД.

В системе реализована процедура, позволяющая проектировать сквозные технологии, включающие одновременно операции механообработки, штамповки, термообработки, покрытия, сборки, сварки.

В системе КОМПАС-АВТОПРОЕКТ существует два варианта формирования технологических карт. Первый - быстрый, упрощенный формат документов. Второй - качественный, многошрифтовый формат, реализованный в среде МS Ехсеl 97. В образцы карт, разработанных в соответствии с ГОСТ, можно вносить изменения. Помимо чисто текстовых документов система позволяет автоматически сформировать карты эскизов, включающие графическую информацию, выполненную в системе КОМПАС-ГРАФИК.

Технологические процессы, разработанные в КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, помещаются в архив системы в сжатом виде (zip-формат). Упакованная технология средней сложности занимает 5 Кб. Оглавление такого архива доступно для ручного просмотра и корректировки. Автоматический поиск ТП в архиве производится либо по коду геометрической формы детали, либо по отдельным характеристикам: тип детали, принадлежность к изделию, вид заготовки, габаритные размеры и т.д. По заданным критериям поиска система подбирает несколько ТП, оставляя окончательный выбор за технологом.

Система КОМПАС-ЧПУ обеспечивает автоматизированное проектирование управляющих программ для станков с ЧПУ различных классов. К ним относятся:

- станки сверлильно-фрезерно-расточной группы и обрабатывающие центры;

- электроэрозионные станки;

- токарное оборудование;

- станки для газовой, лазерной и плазменной резки;

- гравировальные станки.

Основное программирование обработки выполняется в пределах 2,5 координат. Дополнительно имеется возможность выполнять 3D-обработку линейчатых и сплайновых поверхностей шаровой фрезой, а также программировать обработку для четырехкоординатных электроэрозионных станков.

В КОМПАС-ЧПУ не существует исходной программы в традиционном понимании, то есть в языковом виде. Программирование осуществляется путем последовательного задания так называемых технологических блоков. Каждый блок представляет собой типовой набор технологических действий - например, «сверление группы отверстий» или «фрезерование занижения». Обработка в блоке может выполняться несколькими инструментами - например, последовательное черновое и чистовое фрезерование поверхности различными фрезами.

КОМПАС-ЧПУ осуществляет автоматический расчет технологических режимов обработки с учетом характеристик инструмента и обрабатываемого материала.

Режим графического контроля дает возможность просматривать на экране реалистичное изображение траектории движения инструмента при обработке. Такой просмотр может осуществляться как по отдельным блокам, так и для всей исходной программы в целом.

Из зарубежных «тяжелых» CAD/CAM систем можно выделить следующие: Unigraphics, разработка фирмы EDS Unigraphics; Solid Edge - Intergraph; Pro/Engineer - PTC (Parametric Technology Corp.); CATIA - Dassault Systemes; EUCLID - Matra Datavision; CADDS.5 - Computervision (ныне входит в PTC).

Например, в системе Рrо/Еngineer впервые была реализована концепция проектирования трехмерных конструкций посредством параметрического твердотельного моделирования, и в 1999 году впервые реализована концепция оптимального проектирования, получившая название «поведенческое моделирование» (behavioral modeling) и которую эксперты сразу назвали новым направлением развития систем компьютерного проектирования на ближайшее десятилетие.

К числу других достоинств Рrо/Еngineer следует отнести следующие:

- проектирование с использованием интеллектуальных конструктивных элементов и операций;

- фичеры (features), способные адаптироваться к окружающей их геометрии, что делает возможным осуществление предсказуемых и быстрых модификаций, а также интеграцию уже готовых, ранее полученных конструктивных и технологических решений в новые разработки;

- использование действительно единой базы данных, обеспечивающей единое представление и полную ассоциативность данных для всех приложений Рrо/Еngineer, что является необходимым условием успешной реализации концепции параллельной разработки, а также ключом к пониманию того, каким образом Рrо/Еngineer так быстро и полно осуществляет сквозные модификации конструкций;

- реализацию технологии Ассоциативной Топологической Шины, обеспечивающей двусторонний ассоциативный обмен данными между САD/САМ/САЕ системами, имеющими в своей основе различные ядра геометрического моделирования;

- интегрированный в процесс проектирования механизм прямой оптимизации конструкции с применением структурного, кинематического и теплового анализа.

Стоит отметить, что Рrо/Еngineer стал первой системой компьютерного проектирования:

- изначально написанной на языке программирования С;

- изначально ориентированной на использование на рабочих станциях, а также первой среди систем проектирования верхнего уровня (high-end);

- работающей в среде Windows (еще с 1994 года) и имеющей сертификацию Microsoft;

- единственной до сего времени, обеспечивающей полнофункциональное и масштабируемое решение в любой из операционных систем смешанной среды Windows-Unix.

Как система компьютерного проектирования верхнего уровня, Рrо/Еngineer имеет развитую функциональность, обеспечивающую выполнение сквозной разработки изделий любой степени сложности. Это могут быть и многокомпонентные конструкции высокотехнологичных аэрокосмических изделий, и кузова современных автомобилей, имеющие сложные стилевые поверхности, и разнообразные электронные и электротехнические устройства с любым количеством соединительных кабелей и жгутов, и сложные системы трубопроводов, и технологическая оснастка (штампы, прессформы, литейные формы) и приспособления, и режущий инструмент, и программы механобработки на разнообразных станках с ЧПУ, а также постпроцессоры для этих станков и многое другое.

Рrо/Еngineer это набор пакетов, сконфигурированных таким образом, чтобы обеспечить разработчика изделия той или иной функциональностью в зависимости от характера задачи, решаемой этим разработчиком на его рабочем месте. Добавление или удаление пакетов позволяет легко масштабировать возможности любого рабочего места, участвующего в разработке, включая его стоимость.

Сегодня в основе любой конфигурации любого рабочего места Рrо/Еngineer лежит его базовый пакет Рrо/Еngineer-Foundation, являясь частью всей системы, сам по себе предоставляет разработчику весьма широкий спектр функциональных возможностей. Рrо/Еngineer-Foundation позволяет создавать и модифицировать трехмерные параметрические модели деталей и сборок, в том числе для изделий из металлолиста, учитывать при моделировании сварные соединения, создавать ассоциативные чертежи промышленного уровня, получать спецификации с автоматическим заполнением и обновлением позиций, получать фотореалистические изображения созданных моделей, осуществлять вывод чертежей и другой заданной технической документации на бумагу или иной носитель, осуществлять публикации в Internet, поддерживать библиотечные структуры моделей в среде Рrо/Еngineer. Наконец, в Рrо/Еngineer-Foundation включены всевозможные интерфейсы обмена данными: SТЕР, IGES, DXF, DWG, VDA, SET, САТIА и другие.

С точки зрения набора своих функциональных возможностей и своей цены Рrо/Еngineer -Foundation, установленный на отдельное рабочее место, можно отнести к числу систем компьютерного проектирования, обычно называемых системами среднего уровня (mid-level), среди которых: SolidWorks, SolidEdge, Mechan, а также некоторые другие. Однако следует отметить следующие принципиальные преимущества, которыми обладает Рго/Еngineer -Foundation по сравнению с обычной системой среднего уровня:

1. Рго/Еngineer-Foundation легко масштабируется во временное или постоянное рабочее место верхнего уровня посредством простого добавления дополнительных специализированных пакетов Рго/ Еngineer.

2. Рабочие места, выполняющие функции рабочих мест среднего уровня (установлен только Рго/Еngineer-Foundation), легко интегрируются в общей структуре разработки с рабочими местами Рго/ Еngineer верхнего уровня, поскольку на тех и на других установлен тот же самый Рго/ Еngineer в различных конфигурациях.

3. Структура разработки с единой системой Рго/ Еngineer для рабочих мест как верхнего уровня, так и среднего, в отличие от структуры с двумя различными системами на разных уровнях автоматически исключает любого рода проблемы с передачей данных между уровнями.

4. Снижаются затраты на подготовку и повышение квалификации персонала, растут взаимопонимание и возможности взаимозаменяемости разработчиков.

3.4.2 Рынок информационного обеспечения

Также широко на московском рынке представлено информационное обеспечение систем АП. Помимо вышеперечисленных библиотек и приложений для конкретных программных продуктов предлагается широкий спектр банков данных совместимый с широким типом систем двумерного и трехмерного проектирования, например: электронный справочник по подшипникам качения; библиотека компонентов водоснабжения и т.д.

Компания SolidWorks Russia для системы САПР/АСТПП/АСНИ SolidWorks предлагает библиотеки стандартных элементов по ГОСТ: крепеж; прокатный сортамент; трубопровод; подшипники и т.д.

Для САПР в машиностроении и строительстве данного информационного обеспечения вполне достаточно. Хуже обстоят дела с информационным обеспечением для АСТПП (предлагаются преимущественно базы данных по оснастке и инструменту).

Однако для АСНИ требуется колоссальный объем информации только о свойствах конструкционных материалов. В первую очередь это наименование, марка, отраслевые коды. Далее идет группа внешних свойств материала. К физическим относятся электрические, магнитные, механические, оптические, химические. К экономическим - стоимость, энергоемкость, фондоемкость, состояние при поставке. К внутренним свойствам материала относятся состав, структура, состояние. Условия эксплуатации изделия, несомненно, оказывают влияние на свойства конструкционных материалов, что также должно учитываться при проведении расчетов. Проведенный ГКНТ СССР еще в 80-е годы анализ показал, что 80% КБ, проектных и промышленных организаций испытывают затруднения из-за недостатка или ненадежности данных о свойствах веществ.

В настоящее время коренного перелома ситуации нет. Предложений электронных баз данных для широкого спектра конструкционных материалов по результатам анализа московского рынка (май 2001 г) не было выявлено. Сейчас в России над созданием подобных баз работают ряд исследовательских и учебных институтов. Например, в МГТУ ГА проведен поиск вида эпмирических парных и множественных зависимостей различных свойств металлов, применяемых в авиастроении.

3.4.3 Рынок технического обеспечения

В качества средств обработки данных в современных САПР широко используют рабочие станции, серверы, персональные компьютеры. Большие ЭВМ и в том числе суперЭВМ обычно не применяют, так как они дороги и их отношение производительность-цена существенно ниже подобного показателя серверов и нескольких рабочих станций.

Приобрести техническое обеспечение для массового пользователя не составит труда. Рынок мини- и микро-ЭВМ весьма представителен даже в провинциальных городах. Данный класс ЭВМ позволит успешно обеспечить реализацию системы автоматизации чертежных работ, трехмерного моделирования и даже АСНИ. Проблем при работе с программным обеспечением AutoCAD и КОМПАС не будет. Кстати, АО АвтоВАЗ такие ЭВМ закупает у дилеров непосредственно в г. Тольятти. Однако для систем САПР/АСТПП, особенно управляющих технологическим оборудованием, потребуются специализированные компоненты, которые в продаже у дилеров, обслуживающих массового потребителя, не встречаются.

К вычислительной аппаратуре, работающей в составе АСТПП в условиях производства, предъявляют специфические требования. Здесь используют как обычные персональные компьютеры, так и специализированные программируемые логические контроллеры (ПЛК), называемые промышленными компьютерами. Специфика ПЛК - наличие нескольких аналоговых и цифровых портов, встроенный интерпретатор специализированного языка, детерминированные задержки при обработке сигналов, требующих незамедлительного реагирования. ПЛК в отличие от персональных компьютеров рассчитаны на решение ограниченного круга задач в силу специализированного программного обеспечения.

В целом промышленные компьютеры имеют следующие особенности:

1) работа в режиме реального времени (для промышленных персональных компьютеров разработаны такие ОС реального времени, как OS-9, QNX, VRTXw др.); 2) конструкция, приспособленная для работы ЭВМ в цеховых условиях (повышенные вибрации, электромагнитные помехи, запыленность, перепады температур, иногда взрывоопасность); 3) возможность встраивания дополнительных блоков управляющей, регистрирующей, сопрягающей аппаратуры, что помимо специальных конструкторских решений обеспечивается использованием стандартных шин и увеличением числа плат расширения; 4) автоматический перезапуск компьютера при «зависании» программы; 5) повышенные требования к надежности функционирования.

Вычислительные сети, используемые на уровнях цеховом и ниже, обладают следующими особенностями: предельные расстояния между узлами (датчиками, исполнительными устройствами и контроллерами) в сотни метров; размеры сообщений - до одного килобайта (в сжатой форме); опрос датчиков периодический; важное требование - обеспечение работы в реальном масштабе времени, поэтому сети типа Ethernet не подходят. В число узлов сети входят компьютеры выполняющие функции числового управления технологическим оборудованием, диспетчерского управления и сбора данных.

Математическое и лингвистическое обеспечение особого беспокойства у пользователя, ориентированного исключительно на закупку и развитие систем АП внешними организациями не должно вызывать. Однако если при оценке поставщиков нет уверенности, что будут поставлены средства, позволяющие реализовать функциональные возможности системы с учетом специфики деятельности предприятия, возможно, придется создавать коллектив программистов для осуществления таких работ. Работать без математического и лингвистического обеспечения в данном случае невозможно, так как программное обеспечение это всего лишь воплощенное на языках программирования математическое обеспечение. Не имея соответствующего математического обеспечения, невозможно самостоятельно модернизировать систему АП.

От полноты и качества методического обеспечения в полной мере зависит обучение персонала и благополучная эксплуатация системы АП. Солидный производитель сопровождает свою продукцию исчерпывающим набором инструкций и указаний по эксплуатации. При отсутствии достаточного методического обеспечения со стороны производителя не следует производить у него закупки системы, так как рассчитывать на приобретение требуемой литературы в книжных магазинах для широкого пользователя по меньшей мере наивно. Хотя даже в провинциальных городах широко представлена литература для САПР AutoCAD. Однако даже самая представительная «AutoCAD 2000: Библия пользователя» Фалькенштейна Эллена объемом свыше 1000 страниц не охватывает всех функций, заложенных в этом программном продукте. Литература по «тяжелым» системам САПР/АС ТПП/АСНИ (Unigraphics, CATIA и т.д.) в широкой продаже отсутствует даже на московском рынке. Правда в Москве есть в продаже литература по SolidWorks и Pro\Engineer.

Организационное обеспечение разрабатывает предприятие с учетом, в частности, положений, зафиксированных в своем уставе и учредительных документах. Одна из ранних ошибок при внедрении систем АП - административно их подчиняли инженерным подразделениям (главному инженеру). Сложные системы (САПР/АСТПП/АСНИ) зачастую оказывают влияние на стратегические задачи предприятия и охватывают деятельность всех его сфер. Можно рекомендовать введение должности заместителя директора по автоматизированным системам управления (АСУ). Он руководит работой автоматизированной системы управления, компьютерно-интегрированного производства (КИП) и САПР/АСТПП. В данном случае важно укомплектовать подразделения компьютерно-интегрированного производства и САПР/АС ТПП сотрудниками, имеющими инженерный и производственный опыт, так как традиционно сотрудниками отделов АСУ являются программисты и экономисты.

Реализация данной схемы управления может потребовать больших затрат времени. Меньше изменений в структуре предприятия требует схема, при которой вводится должность заместителя директора по автоматизации. При этом АСУ остается в подчинении зам. директора по экономике и финансам, САПР/АСТПП - в подчинении главного инженера, КИП - в подчинении зам. директора по производству. Зам. директора по автоматизации курирует работу вышеперечисленных служб. Недостаток данной схемы - работа персонала в ситуации подчинения двум начальникам, зачастую с разными приоритетами.

На АО АвтоВАЗ вопросами АП занимается управление САПР (УСАПР). Оно находится в подчинении директора по техническому развитию АО АвтоВАЗ. Служба АСУ на данном предприятии подразделяется на АСУ производств и АСУ проблем проектирования. АСУ проблем проектирования является одним из подразделений УСАПР.

Рекламные проспекты, предлагаемые продавцами компонентов АП, не всегда могут обеспечить информацией, достаточной для принятия окончательного решения. Необходимо следить, чтобы информация в проспектах была свежей и соответствовала действительности. На рынках информационных технологий срок в 12-18 месяцев является достаточным для устаревания предлагаемых компонентов. Информация о товарах и услугах в глобальных сетях, как правило, подается в режиме «реального времени». Представителям предприятия следует самостоятельно тестировать и анализировать предлагаемые системы, не полагаясь целиком на информацию в рекламных проспектах.

3.3 Выбор поставщика системы

При выборе поставщика системы следует определиться, один поставщик поставляет систему или несколько. В обоих случаях есть достоинства и недостатки; окончательное решение зависит от того, что в большей степени отвечает интересам предприятия.

Предпочтителен выбор одного поставщика всей системы, если: на предприятии отсутствует опыт эксплуатации систем АП; сравнительно небольшие размеры системы; предприятие находится в провинции. Достоинства при выборе одного поставщика: снижаются затраты на приобретение технического обеспечения, так как приобретается больше одинакового оборудования; упрощается взаимодействие с поставщиком; упрощается эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт системы; проще освоение системы пользователями и производственным персоналом; у разных поставщиков может быть разный подход к решению одной проблемы. К недостаткам следует отнести следующие: увеличиваются финансовые затраты на приобретение всей системы; можно попасть в зависимость от единственного поставщика; единственный поставщик может не обеспечить оптимальную конфигурацию и стоимость системы.

При выборе типов коммутационного оборудования полезно ориентироваться на средства, предоставляемые одной фирмой, иначе возможны нестыковки. Несмотря на общность используемых стандартов могут возникнуть затруднения при последующей эксплуатации и развитии сети.

Выбор нескольких поставщиков предпочтителен если: на предприятии уже имеются элементы системы АП от разных поставщиков; один поставщик не обеспечивает выполнения всех требований к системе; у персонала предприятия есть опыт эксплуатации систем АП; система требует сложного специализированного программного обеспечения. Достоинства при выборе нескольких поставщиков: возможность минимизации цены всей системы за счет подбора наиболее дешевых компонентов, кроме того, возможно снижение цены поставщиком, чтобы не упустить клиента; оптимизация функций системы; возможно сокращение сроков поставки системы. Недостатки при нескольких поставщиках: возможна несовместимость систем; диагностикой всей системы придется заниматься персоналу заказчика; сложно оптимизировать объем всей системы; возможны организационные проблемы при техническом обслуживании.

В любом случае остерегайтесь поставщиков, которые не поставили ни одной системы или ее компонентов требуемого вам типа. Вообще, следует предпочитать фирмы с именем и со стажем.

3.4 Некоторые особенности заключения договора на поставку

Важным этапом внедрения систем АП является заключение договора на поставку. Необходимо уделить пристальное внимание данным договорам, особенно на случай расторжения сделки, чтобы гарантировать защиту ваших прав. В ряде случаев потребуется помощь юристов. Лучше составлять два раздельных договора, на поставку системы и ее обслуживание.

Требуйте, чтобы все требования к системе и ее компонентам были отражены в тексте договора. В данном случае вы будете юридически защищены при невыполнении поставленных условий поставщиком. Не следует соглашаться на 100% предоплаты, особенно если производится закупка нового программного или технического обеспечения. Внесение окончательной оплаты заказчик должен обусловить демонстрацией работы системы на своем предприятии.

В договоре следует остерегаться пункта об ответственности за несанкционированное копирование программного обеспечения, установленного на предприятии поставщиком. Особенность данного вида товара в том, что фактически пользователь берет его в аренду, без права последующей продажи. Опасения производителей программного обеспечения по поводу несанкционированного копирования весьма обоснованы. Так даже в провинциальных городах, в официально зарегистрированных торговых точках, можно всего за $2 приобрести оптический диск с AutoCAD 2000. В то время как даже учебные версии AutoCAD 2000 у дилеров стоят в пределах $200 (май 2001 г). Каждый сотрудник, имеющий доступ к вычислительной системе, в состоянии при некоторой сноровке произвести несанкционированное копирование программного обеспечения. Если он это сделает, вынесет за пределы предприятия и продаст, то ответственность может лечь на предприятие. Поэтому лучше, если поставщик сам обеспечивает невозможность несанкционированного копирования за счет установки защит. Тем более, что арсенал подобного рода средств весьма широк, и ваш поставщик, несомненно, владеет им.

Договор на поставку может содержать пункты, вынуждающие поставщика обеспечить в будущем свойства системы (если они в настоящее время недоступны), которые удовлетворят вашим потенциальным требованиям.

Хорошо составленный договор должен включать следующие пункты: конкретную и детализированную спецификацию функций системы; согласованный срок поставки; санкции, если согласованный срок будет нарушен или система не будет выполнять функций, отраженных в спецификации.

Как правило, поставщики систем АП включают в текст договора на поставку пункт об ограничении перемещений системы. Нежелательность перемещения обусловлена тем, что приходится отключать соединительные кабели, производить последующую сборку, подключение и тестирование. Поэтому заказчик должен ответственно подходить к выбору помещений для установки системы, учитывать при этом возможные изменения в структуре предприятия. Разумеется, помещение для установки ЭВМ и иных компонентов системы АП должно удовлетворять ряду специфических требований, о которых чуть позже.

Договор на обслуживание технического обеспечения можно не заключать, а работать по системе вызовов в случае поломок или сбоев, оплачивая каждый в зависимости от понесенных затрат. Однако, такой вариант не рекомендуется, поскольку в общем случае оказывается эквивалентным по затратам и менее удобным, чем техническое обслуживание по договору. Дело в том, что почасовые тарифы и затраты на ремонт (замену) деталей столь велики, что единичное обслуживание часто стоит так же дорого, как целый год технического обслуживания того же оборудования по договору. Обслуживание по вызовам также чревато более медленной реакцией на вызовы, связанные с отказами оборудования и отсутствием профилактических работ.

Самообслуживание также нежелательно, так как требует наличия в штате предприятия специалистов соответствующей квалификации и запаса деталей. Это может существенно увеличить капиталовложения на внедрение системы АП (хранение запаса деталей может добавить 10% к первоначальной стоимости системы).

Принимая окончательное решение, следует, безусловно, учитывать масштабы системы АП и вашего предприятия. Если у вас установлено несколько рабочих станций САПР, например, AutoCAD или Компас, то учитывая, что современные мини- и микро-ЭВМ, особенно собранные и протестированные в производственных условиях, могут месяцами работать без сбоев, может есть смысл работать по системе вызовов. Если у вас крупное предприятие, на котором развитые ремонтные службы для уже установленных систем, например, АСУ, программно-управляемого оборудования, то может есть смысл, доукомплектовать сервисные службы специалистами соответствующего профиля и самим обслуживать систему АП. Во всяком случае, на АО АвтоВАЗ системы АП обслуживают свои специалисты.

Техническое обслуживание аппаратуры по договору возможно, как поставщиком, так и ремонтными фирмами. У каждого варианта здесь также есть достоинства и недостатки. Достоинства при техническом обслуживании со стороны поставщика следующие: наличие специализированных сервисных служб, имеющих высокую квалификацию; быстрый доступ к запасным частям и комплектующим; внутрифирменные связи, позволяющие обратиться к нужным специалистам в случае возникновения нестандартных сбоев; сервисные службы владеют информацией о последних изменениях и, вероятно, будут поддерживать вашу систему на высоком техническом уровне.

Достоинства при обслуживании ремонтными фирмами: меньшие финансовые затраты; успешное обслуживание систем, состоящих из компонентов от разных поставщиков.

Следует проявить внимание к следующим вопросам. В договоре на техническое обслуживание желательно указать гарантированное время реакции с момента, когда вы сделали вызов. Внесение в договор такого пункта не означает, что техника обязательно будет починена за это время. Данный пункт обязывает откликнуться на вызов за указанный срок. Время обслуживания системы, указанное в договоре, должно быть согласовано с режимом работы системы на вашем предприятии. Если вы планируете двусменную работу системы АП разумно предусмотреть охват временем технического обслуживания обеих смен. Если предприятие сервиса в 17⁰⁰ закончило работу, а в 18⁰⁰ у вас произошел сбой, то ремонтные работы начнутся только на следующий день. Если при этом остановились производственные линии, то вы можете легко оценить убытки за 8 часов простоя.

Иногда предприятия сервиса предлагают, как вариант гарантированное время наработки на отказ. При включении в договор этого пункта необходимо учесть, что гарантией охватывается только то время суток, на которое заключено соглашение о техническом обслуживании. Кроме того, необходимо указать на обеспечение работоспособности тех компонентов системы, поломка которых может затормозить производственный процесс. Например, вышел из строя единственный графопостроитель, а система в порядке и нормально работает. Однако сдать работу вовремя не удастся из-за невозможности распечатки чертежей. Поэтому следует рассчитать время допустимых простоев системы и ее компонентов, прежде чем тратить лишние деньги на обеспечение гарантированного времени наработки на отказ. Бывает выгоднее поставить резервное оборудование или заключить договор на круглосуточное обслуживание при возникновении сбоя в системе. При внесении в текст договора пункта на круглосуточное обслуживание при сбое предприятие сервиса будет вести ремонт непрерывно, за счет привлечения резервного персонала, вплоть до устранения поломки. Если неисправность возникла в пятницу, устранена в субботу, за счет организации сверхурочных работ можно поправить ситуацию в выходные.

Можно рекомендовать включение в договор о техническом обслуживании пункта о привлечении вышестоящих, вплоть до разработчиков системы, специалистов через обусловленное время простоя. В ряде случаев, сотрудники филиала не в состоянии без привлечения помощи со стороны справиться с отказом системы, но руководству, как правило, политически невыгодно быстро признать свою несостоятельность перед вышестоящей инстанцией. При наличии в договоре такого пункта вы будете застрахованы от длительных простоев.

Договор о техническом обслуживании программного обеспечения в общем случае подразумевает, что вы не являетесь его собственником, а только арендуете и имеете право на поддержку техническим обслуживанием, если в программном обеспечении обнаружены ошибки. Поиск ошибок в программном обеспечении является более трудным и длительным, чем решение проблем с техническим обеспечением. Иногда на это уходят месяцы. Многие ошибки остаются не найденными до тех пор, пока не выпускается новая версия программного обеспечения. Уровень обязательств поставщика по договору относительно поддержки программного обеспечения должны быть пропорциональными уровню зависимости вашей экономической деятельности от программного обеспечения. Важно включить в договор фразу, утверждающую, что поставщик будет исправлять ошибку, или обеспечивать «обходной» вариант, или принимать некие иные меры, если у вас возникнут проблемы с программным обеспечением. Рекомендуется пункт о привлечении специалистов более высокого уровня, аналогично обслуживанию технического обеспечения. Вообще, старые, утвердившиеся фирмы проявляют большую заботу об обслуживании своего программного обеспечения, да и программные продукты у них содержат меньше ошибок, более доработаны.

Следует иметь доступ к исходному тексту программного обеспечения (для надежности) на случай банкротства поставщика. В тех случаях, когда поставщик обеспечивает исходный текст, ваши программисты могут обеспечить определенную степень технического обслуживания программного обеспечения. Впрочем, любые изменения и поправки, вносимые ими в программное обеспечение, не станут частью официальной версии программного обеспечения поставщика. Поэтому: поставщик не будет обслуживать модифицированную вами версию и может аннулировать гарантию; поставляемые вам последующие версии программного обеспечения не будут содержать ваших изменений, и поэтому ваши программисты будут вынуждены каждый раз вносить эти изменения; изменения могут неявно повлиять на систему, вызвав неожиданные необъяснимые сбои. Поэтому, в отличие от обслуживания своими силами технического обеспечения, лучше держать руки подальше от программного обеспечения, если предлагаемые изменения не настолько тривиальны, что их внесение или удаление является делом нескольких минут.

Не рекомендуется заключать с вашими собственными клиентами договора, если программное обеспечение, требуемое для реализации обязательств по ним, не проверено в производственных условиях. Если система работает некорректно, и ваши клиенты понесли из-за этого ущерб, то ответственность будет возложена на вас, а не на поставщика программного обеспечения.

Все большее количество предприятий попадают в зависимость от своих информационных систем. Автор был свидетелем в высшей степени эмоциональной реакции сотрудников бухгалтерии на исчезновение баз данных в 1С бухгалтерии в самом конце квартала. Точно так же, как неисправный компьютер, программное обеспечение (или операционная система), если оно функционирует неправильно, остановит работу системы АП. Поэтому многие пользователи начинают требовать столь же обязательного охвата отказов программного обеспечения, что и отказов аппаратуры. Поставщики работают в направлении обеспечения более компетентной поддержки. К числу способов усиления поддержки программного обеспечения относятся: круглосуточная прямая телефонная связь по проблемам программного обеспечения; соединения с сетью поставщика, позволяющие ему искать неисправности в вашей системе со своего предприятия; пункт в договоре о штрафе за отказ программного обеспечения; ограничение времени реакции на сообщение о неисправности программного обеспечения (обещание поставщика по крайней мере, попытаться ликвидировать эту неисправность, в пределах установленного лимита времени); пункт о привлечении специалистов более высокого уровня.

Очевидно, лучше всего предусмотреть большинство из этих мер в вашем договоре. Однако это будет стоить дороже. Любые виды договоров о техническом обслуживании являются просто страховками. Они не гарантируют отсутствие сбоев, просто переносят риск на других за определенную плату.

3.5 Подготовительные работы на предприятии

Параллельно с заключением договоров на предприятии проводятся подготовительные работы. Помещение для средств АП в общем случае должно соответствовать требованиям СанПиН 2.2.2.542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». Система вентиляции или кондиционирования должна обеспечивать данные требования. Освещение должно быть мягким, окраска мебели и стен - нейтральной, что позволит исключить блики от экранов мониторов. Для снижения уровня шума рекомендуется применять звукопоглощающие панели, ковровые покрытия. Не следует концентрировать рабочие станции в одном месте, во избежание снижения производительности. При оборудовании рабочих мест операторов не следует пренебрегать эргономическими требованиями, хотя здесь могут быть заложены солидные затраты. Например, хорошее кресло для оператора может стоить $100-200.

На данном этапе решаются вопросы охраны помещений, где планируется установка аппаратуры, оснащение их противопожарной сигнализацией, средствами физической защиты, средствами экранирования от электромагнитного излучения (зачем - немного позже). Система электропитания технического комплекса должна исключать скачки напряжения сверх допустимых норм.

Если система создается заново (особенно в новых зданиях), целесообразен комплексный подход к проектированию кабельной системы сети. При этом в проекте нужно учитывать прокладку не только коммуникаций для передачи данных, но и одновременно соединений телефонной связи, проводов пожарной и охранной сигнализации, кабельного телевидения и т. п., а возможно, и использование для этих целей некоторых общих кабельных соединений.

При выборе типа линий связи между отдельно стоящими зданиями необходимо провести сравнительный анализ проводных линий и радиоканалов.

Если коммутационное оборудование размещено внутри одного здания рекомендуется под коммутационное оборудование отводить помещение на этаже с максимальным числом рабочих мест, горизонтальную (этажную) проводку выполнять витой парой категории 5 (длина до 90 м) или коаксиальным кабелем, вертикальную проводку (межэтажную) - волоконно-оптическими линиями или коаксиальным кабелем.

Относительно выбора одного из двух наиболее популярных вариантов построения локальных вычислительных сетей (ЛВС) -- Ethernet или Token Ring однозначные выводы отсутствуют. Если нагрузка подсети может превышать 35 % (т. е. без учета конфликтов передача данных в сети занимает 35 % времени), то лучше использовать Token Ring. При меньшей загрузке предпочтительнее Ethernet, так как обеспечиваются меньшие задержки. Вариант Ethernet можно применять и при большем трафике, но тогда нужно предусмотреть разделение ЛВС на подсети с мостовым соединением между ними. Следует также рассмотреть целесообразность использования виртуальных ЛВС - локальных сетей, в которой узлы сгруппированы не по территориальному, а по функциональному признаку.

4. Этап запуска САПР

После заключения договоров на поставку и техническое обслуживание наступает этап поставки и запуска системы АП. Поскольку структура каждого предприятия уникальна, проблематично выработать единую для всех стратегию запуска системы. Коллектив сотрудников предприятия представляет инертную систему, сопротивляющуюся изменениям в принципе, а в случае внедрения системы АП появляется дополнительный страх, связанный с возможным сокращением рабочих мест. Поэтому необходимо терпеливо разъяснять преимущества системы и демонстрировать ее работоспособность. Поскольку проблемы запуска могут быть серьезными, необходимо предусмотреть план действий на случай непредвиденных обстоятельств, который позволит продолжить деятельность предприятия даже при остановке системы. Можно рекомендовать включить сюда следующие мероприятия: производить проектирование одновременно вручную и на системе АП в течение нескольких месяцев; хранить информацию не только в памяти компьютера, но и на энергонезависимых носителях; периодически проводить тестирование внедряемой системы; иметь план восстановления производства на случай серьезной аварии. Можно проводить приемку системы на предприятии поставщика непосредственно перед доставкой системы. Это позволит убедиться, что заказанная система работает, и внести некоторые коррективы. Следует настаивать на демонстрации работы всей системы.

Тестирование системы может на первых порах давать отрицательные результаты, что не должно обескураживать, но по результатам тестов возможно изменение конфигурации системы.

4.1 Кадровое обеспечение проектных подразделений

Наиболее целесообразно комплектовать штаты работающих в системе АП путем создания проектных бригад, включающих представителей от разных структурных подразделений организации. Такая бригада может включать конструктора, технолога, исследователя. Создание таких бригад стирает традиционные границы между подразделениями (конструкторский отдел, технологический отдел, лаборатория предприятия) и обеспечивает ответственность всей цепочки проектировщиков за качество и производительность.

Практика показывает, что включать в состав проектных бригад энтузиастов, обладающих способностью к освоению информационных технологий, зачастую предпочтительнее, чем производственников со стажем. Конструктор, имеющий солидный опыт двумерного проектирования может не суметь перестроиться на разработку трехмерных моделей. Особенно это подчеркивается в зарубежной литературе. Вместе с тем, опыт АО АвтоВАЗ показывает, что там данная проблема успешно решается за счет параллельной работы молодых специалистов и опытных конструкторов. Молодежь воплощает замыслы и идеи старшего товарища в трехмерную модель. Он при этом присутствует, разрабатываемая модель предстает на экране дисплея «во всей красе», особенно при мультипликации, возможности компьютерного моделирования, недостижимые на кульмане, вызывают в нем интерес, появляется стимул к изучению системы, и она успешно осваивается. При этом и юные проектировщики перенимают ценнейший производственный опыт, зачастую накапливаемый десятилетиями.

Однако, для успешного применения методов инженерного анализа (АСНИ) требуется исключительно высокий уровень квалификации сотрудника. Дело в том, что применимость результатов расчета ограничена рамками принятой математической модели. Например, при анализе объекта методами конечных элементов на результаты анализа будут влиять тип и форма элементов, степени свободы, тип анализа. Зачастую выявить неверные расчеты помогает интуиция.

Проектная бригада параллельно и согласованно разрабатывает продукцию и технологический процесс для ее изготовления. Бригады могут быть организованы с ориентацией на предметно-производственную специализацию или на клиента.

Высокие затраты на внедрение систем АП диктуют необходимость увеличения коэффициента использования системы за счет организации двухсменной или трехсменной работы таких бригад. Здесь могут возникнуть трудности, обусловленные нежеланием высококвалифицированного персонала работать в две смены.

4.2 Кадровое обеспечение подразделений, обслуживающих систему

Помимо комплектования проектных бригад необходимо укомплектовать штат специалистов, поддерживающих работу системы. Для больших по объему систем, как правило, включают следующих специалистов: управляющий системой; системный программист; прикладной программист; специалист по покупному программному обеспечению. Для малых систем возможно совмещение работы управляющего системой и системного программиста одним человеком.

Управляющий системой управляет ее работой, координирует обслуживание системы, обеспечивает защиту информации. Системный программист устанавливает и поддерживает операционную систему, решает проблемы, связанные с системным программным обеспечением, консультирует прикладных программистов. Прикладной программист проектирует, внедряет и контролирует пакеты прикладных программ, проектирует базы данных. Специалист по покупному программному обеспечению поддерживает функционирование программного обеспечения, полученного со стороны, работает с его поставщиками, обучает пользователей работе с программным обеспечением.