Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

программный сквозной информационный проектирование

В соответствии со стратегией развития Госкорпорации «Росатом» и атомной отрасли в целом отраслевые предприятия начали процессы активного внедрения инновационных информационных технологий комплексной автоматизации управленческой и производственной деятельности на основе современных методологий эффективного процессного управления, инжиниринга и реинжиниринга бизнес-процессов (концепция проекта «Цифровое предприятие»). Начавшийся переход к концепции сквозного управления бизнес-процессами отраслевых предприятий на основе современных информационных технологий позволяет говорить о новом качестве производственно-управленческой деятельности: об обеспечении повышения её эффективности и расширении конкурентных преимуществ отраслевых предприятий - с одной стороны, и существенном снижении производственных издержек - с другой.

ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» в настоящее время является основной площадкой, где формируется прикладное воплощение концепции проекта «Цифровое предприятие». В течение нескольких последних лет в ядерном центре успешно реализуется пилотный проект по созданию, внедрению, тиражированию и сопровождению Типовой информационной системы отраслевых предприятий ЯОК (ТИС ЯОК), проходит сложная и многоступенчатая аттестация ИТ-продуктов.

Задачи и проблемы, которые сегодня решаются в сфере информационных технологий, включая важнейшие на данный момент вопросы информационной безопасности и импортозамещения системного и прикладного программного обеспечения, требуют своего дальнейшего развития.

Таким образом, комплексные компетенции в условиях функционирования «Цифрового предприятия» (ТИС ЯОК) являются вызовом сегодняшнего дня.

1. Введение в технологию сквозного проектирования

1.1 Базовые технологии проектирования САПР/АСТПП/САИТ

Наиболее перспективными базовыми технологиями проектирования САПР на сегодняшний день являются:

- технология нисходящего проектирования;

- технология восходящего проектирования;

- технология последовательного проектирования;

- технология параллельного проектирования;

- технологии последовательно-параллельного проектирования;

- технология сквозного проектирования;

- технология объектно-ориентированного проектирования;

- WAVE технология: (what if alternative value engineering);

- CASE-технологии.

Технология нисходящего проектирования

Технология нисходящего проектирования подразумевает унификацию маршрутов проектирования, которые разделяются на проектные процедуры. Эти процедуры также унифицируются.

Данная технология состоит в последовательности пошаговой детализации выполняемого проекта, при этом на каждом этапе / шаге необходимо рассматривать альтернативные варианты решения, и выбранное наилучшее, которое рассматривается как основа для проекта более низшего уровня.

Предполагается, что инженер начинает работать над проектом на высоком уровне абстракции с последующей детализацией проекта. Основной задачей руководителя или инженера является определение наиболее рационального концептуального решения, выбор алгоритмов проектирования и наиболее эффективных инструментальных средств проектирования. От инженера требуется определение правильной стратегии проектирования на основе достаточно общей и зачастую неопределенной информации. Данная задача решается на основе применения предиктивных инструментальных средств, то есть программ, обеспечивающих связь этапов функционального, логического, конструкторского проектирования и этапа технологической подготовки производства. При этом предиктивные инструментарии используются как на уровне отдельных проектных процедур и этапов, так и на уровне проекта в целом.

Предиктивные инструментальные средства позволяют работать на уровне прогностических оценок будущего проекта с целью выявления наиболее рациональных путей проектирования.

Технология нисходящего проектирования позволяет получить изделия с наиболее высокими и согласованными характеристиками отдельных узлов и блоков изделий. Однако, если использовать технологию нисходящего проектирования на ряду с применением технологии последовательного проектирования, то недостатком этого подхода будет являться необходимость итерационных циклов / возвратов назад в процессе проектирования.

Технология восходящего проектирования

Это проектирование объекта как сложной иерархической системы, при котором выполнение проектных процедур с целью получения описания низших иерархических уровней предшествует выполнению проектных процедур с целью описания более высоких иерархических уровней.

Технология восходящего проектирования - это движение от узлов к блокам и изделиям.

Для проектирования изделий вычислительно техники (ВТ) наиболее предпочтительно нисходящее проектирования, которое наилучшим образом позволяет согласовать характеристики отдельных узлов и блоков ЭВМ, которые вместе позволят достичь наилучших характеристик по производительности всего изделия.

Хотя, для ряда изделий восходящее проектирование будет предпочтительно, то есть когда мы не теряем в эффективности изделия при объединении блоков нижнего уровня, разработка которых не была подчинена единой глобальной цели.

Технология последовательного проектирования

Технология последовательного проектирования строится на основе выполнения каждого последующего этапа проектирования по завершении предыдущего при последовательной передаче информации между этапами.

Эта технология наиболее проста в реализации и не требует никаких дополнительных средств взаимодействия и согласования проектных процедур.

Однако, эта технология ведет в большому количеству повторных итерационных циклов между различными этапами.

Технология параллельного проектирования

При параллельном проектировании информация относительно каких-либо промежуточных или окончательных характеристиках разрабатываемого изделия формируется и представляется всеми участниками работ, начиная с самых ранних этапов проектирования.

Все участники работ одновременно получают техническое задание (ТЗ) и на основе прогностических оценок дают рекомендации по выполнению более ранних по отношению к ним этапов проектирования.

Прогностическая оценка параметров может быть построена на основе использования математических моделей и методов, применения нейросетевого аппарата и на основе метода искусственного интеллекта (использование систем продукций, фреймов и семантических сетей).

Оценка может производиться на основе как аналитических, так и имитационных моделей (статика и динамика).

Технология параллельного проектирования базируется на интегрированных инструментальных средствах и системах проектирования, причем эта технология подразумевает использование методов выработки и оценки альтернативных стратегий проектирования.

Технология параллельного проектирования послужила основой для развития сквозного проектирования.

На сегодня наиболее широко применяют эту технологию в системе Mentor Graphics. Эта технология требует обязательный компонент - распределенную информационную среду. Эффект от применения данной технологии достигается за счет учета мнений и рекомендаций всех последующих исполнителей по отношению к текущему этапу. Эта технология позволяет избежать повторных итерационных циклов проектирования.

Достоинства технологии параллельного проектирования: способность к быстрому выполнению индивидуального заказа, повышение качества изделий за счёт сокращения изменений (в 2-3 раза), вносимых в конструкцию на стадии изготовления, и упрощения сервисного обслуживания, устранение известных недостатков последовательного проектирования, в частности, когда ошибки проекта изделия неожиданно обнаруживаются на последних его стадиях. Однако, при внедрении технологии параллельного проектирования возникают некоторые проблемы: обоснованность экономической эффективности применения технологии, организация и управление всем комплексом деятельности, связанной с внедрением технологии, разработка стратегии планирования развития и внедрения параллельной технологии, требующая для своего решения комплексного рассмотрения задач исследования производства, проектирования, доставки, монтажа и пуска в эксплуатацию ее составляющих, подготовки кадров и обслуживания

Технология последовательно-параллельного проектирования

Суть технологии последовательно-параллельного проектирования заключается в том, что проектирование всеми направлениями ведется на единой подоснове - каждое направление работает на своих вполне определенных слоях (существует специальный регламент). Приступать к работе можно, не дожидаясь полного окончания предыдущего этапа, т.е. можно работать параллельно, а любые изменения, внесенные, например, технологами, сразу становятся доступны всем. Однако завершение каждого этапа и получение проекта каждого следующего уровня происходит последовательно, согласно установленному маршруту проектирования.

Эта технология учитывает тот факт, что последовательность выполнения проектных процедур должна соблюдаться и не может быть полностью параллельной. Следует отметить, что любая параллельная технология является последовательно-параллельной.

Как правило, говорят о последовательно-параллельном проектировании, подразумевая, что последовательность реальных этапов проектирования все равно не может быть нарушена.

Технология сквозного проектирования

Смысл технологии сквозного проектирования состоит в эффективной передаче данных и результатов конкретного текущего этапа проектирования сразу на все последующие этапы.

Данная технология базируется на модульном построении САПР, на использовании общих Баз Данных и Баз Знаний всего проекта, и характеризуется широкими возможностями моделирования и контроля на всех этапах проектирования.

Эффективность данной технологии обусловлена возможностью разработчика использовать те данные, которые с его точки зрения позволяют наиболее успешно справиться с поставленной задачей. Причем эти данные состоят из регламентированного другими специалистами набора, который получен с предыдущих этапов проектирования, и данных, которые разработчик выбирает из общей Базы Проекта, в которой накоплены все данные до текущего этапа проектирования.

Сквозное проектирование применяется, как правило, в сочетании с технологией нисходящего проектирования для изделий ВТ.

Технология объектно-ориентированного проектирования

Представляет сочетание проблемно-ориентированного и инструментального проектирования.

Для решения задач проектирования предлагается технологический подход, тоесть сначала выбирается общий подход к проектированию, под которым затем разрабатывается технология проектирования, а далее под эту технологию разрабатываются инструментальные средства.

Технология объектно-ориентированного проектирования более полно учитывает особенности проектируемого изделия, но требует модификации при изменении объекта проектирования.

WAVE технология: (what if alternative value engineering)

Эта технология ориентирована на целевое управление глобальными модификациями, проводимыми в больших сборках сложных изделий, и основана на использовании единой виртуальной цифровой модели проектирования. Впервые технология была применена в 14-й версии Unigraphics. Эта технология позволяет реализовать даже на уровне CAD/CAE/CAM-системы процесс проектирования в параллельном режиме с созданием единой виртуальной цифровой модели.

Благодаря WAVE технологии появилась возможность создавать полное электронное представление любого сложного изделия, оперативно модифицировать по ходу развития проекта, и, что очень важно, поддерживать его параллельное проектирование.

Технология WAVE является базой для параметрического моделирования изделия любой сложности. Механизм управляемой ассоциативной связи между геометрическими моделями дает возможность объединить концептуальное проектирование и детальное конструирование таким образом, чтобы изменения на концептуальном уровне автоматически отражались бы на уровне не только отдельных деталей, но и вторичных технологических моделей. Технология WAVE позволила связать управляемой системой параметров все входящие в сборочную модель детали: между собой и с технологическим процессом их изготовления. Несколько позже появилась возможность формализовать знания, накопленные на предприятии, и широко использовать их в дальнейшей работе.

По этой технологии все управление проектом сконцентрировано в так называемой «управляющей структуре», которая состоит из нескольких наиболее важных параметров, задающих функциональные характеристики изделия и связанных со всей моделью посредством многоуровневых управляемых ассоциативных связей. Задействовав технологию WAVE при создании сборочной модели, можно изменить ассоциативную модель в течение нескольких минут после изменения исходной детали.

Достоинства этой технологии заключаются в том, что она открывает возможность совместной работы конструкторов и технологов и значительно ускоряет процесс проектирования. WAVE позволяет проводить оптимизацию конструкции на концептуальной упрощенной электронной модели изделия и транслировать изменения в результате оптимизации на детальную электронную модель сколь угодно сложного изделия.

CASE-технологии

На пути к достижению комплексного подхода при разработке ПС широкое применение получили CASE-средства, обеспечивающие поддержку многочисленных технологий проектирования информационных систем, охватывая всевозможные средства автоматизации и весь жизненный цикл ПО. Диапазон CASE-средств очень велик, и сегодня практически каждое из них располагает мощной инструментальной базой.

CASE-технология включает в себя методологию анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем ПО, поддержанную комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. Основная цель CASE-подхода - разделить и максимально автоматизировать все этапы разработки ПС. Большинство CASE-средств основано на парадигме методология / метод / нотация / средство.

Методология определяет шаги работы и их последовательность, а также правила распределения и назначения методов. Метод - это систематическая процедура генерации описаний компонентов ПО. Нотация предназначена для описания структур данных, порождающих систем и метасистем. Средства - это инструментарий для поддержки методов на основе принятой нотации.

Ниже приведены основные преимущества применения CASE-средств:

- улучшение качества ПО за счет автоматического контроля проекта;

- возможность быстрого создания прототипа будущей системы, что позволяет уже на ранних стадиях разработки оценить результат;

- ускоряются процессы проектирования и программирования;

- разработчики освобождаются от выполнения рутинных операций;

- возможность повторного использования ранее созданных компонентов.

Наиболее эффективной технологией проектирования сложных высокотехнологичных изделий является технология, сочетающая в себе принципы технологий параллельного и нисходящего проектирования.

Что же касается применения объектной и WAVE-технологий, то при наличии соответствующего оборудования и программно-аппаратных средств их применение возможно и даже необходимо на нескольких или всех этапах проектирования с целью улучшения качества конечного сложного изделия. Каждое высокотехнологичное изделие представляет собой сложную систему, состоящую из множества объектов. Применение технологии объектного проектирования дает возможность выбора технологии проектирования, как отдельного объекта-изделия, так и выполнения отдельного этапа в процессе проектирования данного изделия с целью улучшения качества конечного продукта.

Очевидно, что наиболее эффективное взаимодействие между различными этапами проектирования и отделами, выполняющими определённый вид работ, достигается при использовании технологии и методов параллельного проектирования. При этом минимизируются возможные возвраты и доработки конечного изделия. Поэтому в качестве базовой технологии проектирования высокотехнологичных изделий может быть выбрана технология параллельного проектирования.

Применительно к созданию высокотехнологичных изделий, в основе организации компьютерной технологии лежит создание полного электронного макета сложного изделия-системы, так как именно создание трехмерных электронных моделей, адекватных реально проектируемому изделию, открывает большие возможности для создания более качественной продукции в более сжатые сроки.

В идеале в процессе проектирования и производства сложных и многокомпонентных изделий-систем все участники проекта должны, работая одновременно, и согласовывая друг с другом принимаемые решения, создавать на компьютерах электронные модели элементов, модулей и всего изделия в целом. При этом необходимо одновременно решать задачи концептуального проектирования, всевозможных видов инженерного анализа, моделирования режимов работы, а также компоновки изделия. Не дожидаясь полного окончания разработки нового изделия, эту информацию можно использовать для технологической подготовки производства.

Так же необходимо обеспечить комплексную оценку всех параметров электронной модели и настройку стратегии выполнения конкретных этапов проектирования.

Для реализации современной компьютерной технологии проектирования и производства должны применяться системы автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа (CAD/CAM/CAE) высшего уровня, а также системы управления проектом (PDM - Product Data Management), в основе которых должны лежать комплексные системы поддержки принятия решений. Задачи PDM-систем - это поддержка всего цикла создания изделия от концептуальной идеи до реализации и создание проектно-технологической среды для одновременной работы всех участников разработки изделия с единой виртуальной электронной моделью этого изделия.

Системы CAD/CAM/CAE/PDM должны работать в тесном взаимодействии с системами управления предприятием (MRP, ERP, CSRP), отвечающих за планирование и управление всеми ресурсами предприятия. Эффективность этого взаимодействия может быть обеспечена за счёт разработки и внедрения комплексных систем поддержки принятия решений.

Комплексная СППР должна обеспечивать помощь руководителям, проектировщикам, плановикам, производственникам и специалистам других подразделений предприятия при совместном принятии решений в процессе разработки, производства и эксплуатации высокотехнологичного изделия, возможность одновременного использования преимуществ CAD/CAM/CAE-систем и PDM-систем, объединив их потенциал.

Внедрение комплексных СППР требует решения задачи интеграции технологий проектирования высокотехнологичных изделий и технологий принятия проектных и управленческих решений. Отметим особенности решаемых при этом задач.

Во-первых, каждое высокотехнологичное изделие, как правило, является высоко сложным изделием. Сложное изделие, может быть представлено как система, состоящая из совокупности различных более простых изделий, которые могут проектироваться одновременно (параллельно), с использованием выбранной только для него технологии проектирования - объектный подход. Причём должна быть предусмотрена возможность выбора применения той или иной технологии проектирования не только для отдельного изделия, входящего в систему, но и для отдельного этапа проектирования этого изделия.

Во-вторых, разработка высокотехнологичных изделий подразумевает взаимодействие между объектами комплексной СППР при принятии проектных и управленческих решений. В нашем случае, под объектом системы будем понимать отдельные группы проектировщиков, технологов и специалистов других служб предприятия (включая сотрудников административного аппарата, управления, бухгалтерии и других подобных служб) совместно с используемыми ими программно-техническими средствами, обеспечивающими решение поставленных задач.

При выработке конкретных проектных или управленческих решений может принимать участие один или несколько объектов системы, образуя новые связи между ними для решения поставленной проектной задачи. По ходу решения задачи эти связи, количество участвующих объектов и сами объекты могут претерпевать изменения: группы людей, занятых в решении задачи, могут уменьшаться или увеличиваться по мере необходимости, используемые ими программно-аппаратные средства могут добавляться или заменяться новыми.

Объекты системы будут взаимодействовать и образовывать различные подсистемы, отличающиеся для каждой конкретной решаемой задачи. Следовательно, в разрабатываемой комплексной системе должно быть предусмотрено средства для образования и взаимодействия этих каждый раз новых подсистем.

В-третьих, принципы организации самих подсистем, представляющих коллектив для решения поставленной задачи, не должен совпадать с принципом организации структуры предприятия. Например, если в группу входит администратор, проектировщик и технолог, то совсем не обязательно, что главным и ответственным лицом при решении поставленной задачи автоматически становиться администратор, а подчиненным - обязательно технолог. Каждая решаемая задача диктует определенную подчинённость и иерархию связей внутри созданной группы (подсистемы). В данном случае следует ориентироваться на методы коллективного обсуждения и принятия решений, когда функцией администратора является только определение состава и руководителя группы

1.2 Технология сквозного проектирования

Под сквозной технологией (или сквозным циклом) понимается автоматизируемая деятельность в информационной системе, охватывающая следующие стадии жизненного цикла изделий (ЖЦИ): проектирование, технологическая подготовка производства, изготовление, эксплуатация, ликвидация. В состав сквозной технологии входят как основные, так и вспомогательные процессы ЖЦИ.

Основные процессы:

- разработка технических документов и данных;

- согласование и утверждение документов и данных;

- проведение изменений в документах и данных;

- регистрация и хранение в архиве, выдача и абонентский учет документов;

- обмен данными между системами PDM, EDM, MES, ERP;

- внесение изменений в справочники НСИ.

Вспомогательные процессы:

- администрирование и защита информации;

- техническая поддержка пользователей на этапе эксплуатации и сопровождение ИС на всех этапах ее жизненного цикла.

Сквозная технология включает компоненты: цели предприятия, бизнес-процессы, персонал, продукция, информационные системы, инфраструктуру.

Основой технологии сквозного проектирования является комплексная процессная модель (КПМ) предприятия. КПМ содержит формализованные описания предметных областей, связанных с деятельностью предприятия:

- стратегия, ключевые показатели;

- дерево целей;

- продуктовая линейка;

- организационная структура;

- процессная модель: процессы управления, процессы развития, основные процессы, процессы безопасности и контроля, поддерживающие процессы;

- каталоги знаний, научно-производственной базы, промышленных технологий, документов, ИС.

Предприятия ОПК, в основном, - это комплексные структуры с иерархической формой организации управления. Такая форма исторически была ориентирована на решение специализированных классов задач. Эту форму организации называют функциональной иерархией. Каждая структурная единица занимается, в основном, созданием определенного класса продукции.

Для разработки и внедрения автоматизированных систем управления ЖЦИ и построения технологии сквозного проектирования на предприятии необходимо, прежде всего, формализовать его деятельность. Деятельность функциональных иерархий протекает с включением в процесс разных структурных единиц из разных подразделений. Иерархически эти подразделения могут быть не связаны друг с другом (находятся на одном уровне управления), поэтому движение бизнес-процессов в такой организации затруднено. Фактически сквозной бизнес-процесс разработки изделий существует на предприятии, но его формализация и сбор данных по нему затруднены.

При построении технологии сквозного проектирования на предприятии применяется процессный подход. Он состоит в том, что работы по созданию продукции разных классов рассматриваются как проекты с установленными сроками, ресурсами и результатом. Поэтому, фактически, в таких проектах имеют место бизнес-процессы, которые реализуются для достижения целей проекта. Каждое изделие рассматривается как совокупность бизнес-процессов по его разработке, изготовлению, поставке и обслуживанию.

Типовой ЖЦИ (по ГОСТ РВ 15.203) включает:

- исследование и обоснование разработки;

- разработку;

- производство и поставку;

- надзор в эксплуатации;

- снятие с производства и ликвидацию.

На основе процессного подхода реализуется преобразование бизнес-процессов предприятия в процессы информационных систем. Они сгруппированы по предметным областям и объединены в функциональные блоки.

Таким образом, ЖЦИ - это процессы создания продукции, а функциональные блоки - это процессы управления информацией.

В целом на предприятии выделяют два крупных класса информационных систем. Это бизнес-приложения и системы промышленной автоматизации.

Бизнес-приложения автоматизируют процессы управления предприятием.

Информационные системы, автоматизирующие процессы управления ЖЦИ, образуют класс систем промышленной автоматизации. Система промышленной автоматизации (или система сквозного проектирования) имеет четырехуровневую архитектуру. Она включает: архитектуру бизнес-процессов, архитектуру приложений, архитектуру данных, архитектуру инфраструктуры.

Система сквозного проектирования - это комплекс взаимодействующих информационных систем (ИС), обрабатывающих информацию согласно типовым бизнес-процессам и функционирующий в рамках АС в защищенном исполнении и решающий задачи: по управлению ЖЦИ; по обеспечению сквозной технологии 3D-проектирования; по защите информации. Система сквозного проектирования включает типовые функциональные блоки, направленные на автоматизацию решения основных задач управления ЖЦИ.

Существует 9 функциональных блоков, автоматизирующих основные, повторяемые процессы деятельности проектанта, разработчика в ИС, выполняемые им на протяжении всего ЖЦИ. Это функциональные блоки:

- конструкторское проектирование;

- схемотехническое проектирование;

- проектирование экспериментальных установок;

- расчетное моделирование;

- разработка интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР);

- технологическая подготовка производства;

- изготовление;

- экспериментальные исследования;

- сопровождение изготовления, эксплуатации и ликвидации.

1.3 Сквозной цикл в информационной системе

Для реализации сквозного цикла в ИС все программные продукты, форматы передаваемых данных, интеграционные взаимосвязи между ними должны быть формализованы и унифицированы. Не допускается применение разнородных программных компонентов, а также расхождения с установленными сценариями работы. Это может привести к потере, дублированию информации, а также к потере времени и финансовых ресурсов на конвертирование форматов и сбор данных из систем, не предназначенных для их общего хранения.

На уровне описания архитектуры системы сквозного проектирования применяется понятие «Функция ИС». Это формальный объект модели представления функционального блока.

Сквозной цикл в системе сквозного проектирования реализуется посредством консолидации всех участников процессов ЖЦИ в ходе разработки электронной структуры изделия (ЭСИ). ЭСИ - конструкторский документ, содержащий в электронной форме состав сборочной единицы или комплекта, иерархические отношения (связи) между его составными частями и другие данные в зависимости от его назначения.

ЭСИ содержит информацию в зависимости от этапа, который происходит в ЖЦИ в реальном мире. Поэтому наполнение ЭСИ и уровни доступа участников на разных стадиях ЖЦИ различаются. Однако правила формирования ЭСИ, форматы и структуры данных являются стандартизованными, как и процессы создания изделий в ИС.

Основными компонентами ЭСИ являются электронные модели изделий (ЭМИ) и электронные документы (ДЭ).

ЭМИ представляется в виде набора данных, которые вместе определяют геометрию изделия и иные свойства, необходимые для изготовления, контроля, приемки, сборки, эксплуатации, ремонта и утилизации изделия.

В зависимости от стадии ЖЦИ различаются следующие виды ЭСИ: функциональный состав; конструкторский состав; технологический состав; производственный состав; физический состав; эксплуатационный состав; логистический состав.

В ЭСИ применяются общие для всех участников и централизованно управляемые корпоративные справочники.

Для успешной и эффективной реализации технологии сквозного проектирования на предприятии необходимо, чтобы каждый участник процессов ЖЦИ работал в ИС по единым правилам и стандартам. Для этого весь персонал предприятия, задействованный в основных процессах, проходит обучение и последующую аттестацию.

Методика освоения технологии сквозного проектирования включает три уровня обучения:

1. Инструментальное обучение - обучение работе с ПО.

2. Сценарное обучение - моделирование реальной работы на тестовых примерах.

3. Прикладное обучение - применение ПО в реальной производственной деятельности на местах.

2. Состав программного обеспечения системы сквозного проектирования, основные функции

2.1 Система трехмерного моделирования КОМПАС-3D

КОМПАС-3D - система трехмерного проектирования, ставшая стандартом для тысяч предприятий, благодаря сочетанию простоты освоения и легкости работы с мощными функциональными возможностями твердотельного и поверхностного моделирования.

Ключевой особенностью продукта является использование собственного математического ядра С3D и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

КОМПАС-3D обеспечивает поддержку наиболее распространенных форматов 3D-моделей (STEP, ACIS, IGES, DWG, DXF), что позволяет организовывать эффективный обмен данными со смежными организациями и заказчиками, использующими любые CAD / CAM / CAE-системы в работе.

Основные компоненты КОМПАС-3D - собственно система трёхмерного моделирования, универсальная система автоматизированного 2D-проектирования КОМПАС-График, и модуль проектирования спецификаций и текстовый редактор. Все они легки в освоении, имеют русскоязычные интерфейс и справочную систему.

Базовые возможности системы включают в себя функционал, который позволяет спроектировать изделие любой степени сложности в 3D, а потом оформить на это изделие комплект документации, необходимый для его изготовления в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ, СТП и др.):

- развитый инструментарий параметрического твердотельного, поверхностного и вариационного прямого моделирования;

- функционал поддержки различных методик проектирования: компоновочная геометрия, коллекции геометрии, копирование геометрии между 3D-моделями, и т.д.;

- функционал по созданию и работе с исполнениями для деталей и сборочных единиц, с последующим автоматическим получением документации (спецификация и чертежи с видами и таблицами исполнений);

- учет допуска для всех управляющих размеров в эскизах и операциях построения, возможность пересчета 3D-модели с учетом допуска;

- механизмы для работы с крупными сборками: зоны, частичная загрузка компонентов, специальные методы оптимизации, позволяющие обеспечить работу со сложными проектами;

- функционал моделирования деталей из листового материала - команды создания листового тела, обечаек, сгибов, отверстий, жалюзи, буртиков, штамповок и вырезов в листовом теле, замыкания углов и т.д., и также выполнения развёртки полученного листового тела (формирование ассоциативного чертежа развёртки);

- специальные возможности, облегчающие построение литейных форм - литейные уклоны, линии разъема, полости по форме детали (в том числе с заданием усадки);

- инструменты создания пользовательских параметрических библиотек типовых элементов;

- возможность получения конструкторской и технологической документации: чертежи (в том числе многолистовые), спецификации (в том числе групповые), схемы, таблицы, многостраничные и разноформатные текстовые документы;

- встроенные отчёты по составу изделия, в том числе по пользовательским атрибутам;

- возможность простановки размеров, обозначений и технических требований в 3D-моделях (поддержка стандарта ГОСТ 2.052-2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия»);

- средства интеграции с различными CAD/CAM/CAE системами;

- средства защиты пользовательских данных, интеллектуальной собственности и сведений, составляющих коммерческую и государственную тайну (реализовано отдельным программным модулем).

По умолчанию КОМПАС-3D поддерживает экспорт / импорт наиболее популярных форматов моделей, за счёт чего обеспечивается интеграция с различными CAD/CAM/CAE пакетами.

Базовая функциональность продукта легко расширяется за счёт различных приложений, дополняющих функционал КОМПАС-3D эффективным инструментарием для решения специализированных инженерных задач. Например, приложения для проектирования трубопроводов, металлоконструкций, различных деталей машин позволяют большую часть действий выполнять автоматически, сокращая общее время разработки проекта в несколько раз.

Модульность системы позволяет пользователю самому определить набор необходимых ему приложений, которые обеспечивают только востребованную функциональность.

2.2 Система управления инженерными данными и жизненным циклом изделия ЛОЦМАН:PLM

Система ЛОЦМАН:PLM предназначена для управления инженерными данными и жизненным циклом изделия. Является центральным компонентом Комплекса решений АСКОН и обеспечивает:

- управление информацией о структуре, вариантах конфигурации изделий и входимости компонентов в различные изделия;

- хранение технической документации на изделия;

- управление процессом разработки изделия, интеграцию компонентов САПР, САПР ТП, справочных данных.

На этапе конструкторской подготовки производства в ЛОЦМАН:PLM определяется укрупненный состав разрабатываемого изделия в виде перечня основных узлов. При помощи интегрированной в ЛОЦМАН:PLM Системы планирования и управления подготовкой производства формируются календарные план-графики работ и специалистам поступают задания на проработку узлов. При использовании ЛОЦМАН WorkFlow автоматизируются ключевые процессы и этапы выполнения подготовки производства. В СAD-системе создаются 3D-модели деталей, сборочных единиц и комплекты конструкторской документации. В итоге в ЛОЦМАН:PLM формируется окончательный состав изделия, включающий чертежи и спецификации.

По мере наполнения состава изделия конструкторскими данными технологи, используя САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ, начинают технологическую проработку конструкции, определяют маршрут изготовления в ЛОЦМАН:PLM Расцеховщик, согласуют конструкторскую документацию и оценивают потребность в средствах технологического оснащения. По окончании работы технологических служб предприятия в системе ЛОЦМАН:PLM формируется набор данных: разработанный и утвержденный технологический процесс, нормы расхода основных и вспомогательных материалов, нормы времени на изготовление деталей и сборку узлов, спроектированные чертежи вспомогательной оснастки и инструмента.

Система ЛОЦМАН:PLM аккумулирует всю информацию, необходимую для конструкторско-технологической подготовки производства продукции машиностроительного предприятия.

На этапе подготовки производства система обеспечивает накопление данных о результатах конструкторско-технологического проектирования и обмен информацией между инженерными службами.

Электронные данные, полученные на этапе конструкторско-технологической подготовки производства, передаются в применяемую на предприятии систему управления предприятием (ERP) или в систему автоматизированного управления производством ГОЛЬФСТРИМ, при ее наличии, для оценки себестоимости изделия, формирования план-графика производства и решения множества производственных задач.

Утвержденные данные и документация передаются в соответствующие службы предприятия для материально-технического обеспечения, производства и поддержки эксплуатации выпускаемых изделий заказчиком. При помощи ЛОЦМАН:PLM организуется управление изменениями производственной документации.

Ключевыми особенностями ЛОЦМАН:PLM являются:

- встроенная специализированная Система планирования и управления подготовкой производства;

- наличие интерфейсов, обеспечивающих доступ к данным ЛОЦМАН:PLM из КОМПАС-3D, ВЕРТИКАЛЬ и прочих компонентов Комплекса решений АСКОН;

- учет конструкторско-технологической и организационно-распорядительной документации в рамках единого интерфейса;

- моделирование пользовательского интерфейса с возможностью перенастройки (без программирования) для различных групп пользователей и типов документов;

- подключение к внешним базам данных для импорта информации из других автоматизированных систем и источников данных, в том числе АСУ предприятием;

- описание бизнес-процессов предприятия (с вложенными подпроцессами, поддержкой условий, циклов и т.д.), включая графическое представление алгоритмов бизнес-процессов;

- маршрутизация документов (WorkFlow). Встроенные средства маршрутизации интегрированы с системами электронной почты;

- проведение изменений документации в соответствии с ГОСТ 2.503-90;

- открытый интерфейс для использования электронно-цифровой подписи (ЭЦП) объектов, документов и файлов посредством криптографических функций операционной системы Windows;

- использование корпоративных справочников при вводе в базу данных информации об объектах производства;

- механизм версий объектов и документов, позволяющий хранить историю изменений;

- хранение документов как внутри базы данных, так и в файловой системе;

- тесная интеграция с едиными справочными базами данных, использование информации о материалах и сортаментах, стандартных изделиях и т.д.;

- возможность удаленного доступа к базам данных через Интернет (через протокол TCP/IP) при наличии VPN;

- возможность синхронизации двух и более баз данных ЛОЦМАН:PLM (для территориально удаленных площадок);

- поддержка разработки специализированных программных решений для различных отраслей промышленности;

- широкие возможности функционального расширения. Система предоставляет большой набор функций API, позволяющих специалистам предприятий самим создавать дополнительные программные модули, расширяющие возможности ЛОЦМАН:PLM;

- возможность интеграции с представленными на рынке MRP/ERP-системами;

- удобное представление данных системами, в том числе с АСУ производством ГОЛЬФСТРИМ.

2.3 Система автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ

ВЕРТИКАЛЬ - система автоматизированного проектирования технологических процессов, решающая большинство задач автоматизации процессов ТПП.

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ позволяет:

- проектировать технологические процессы в нескольких автоматизированных режимах;

- рассчитывать материальные и трудовые затраты на производство;

- рассчитывать режимы резания, сварки и другие технологические параметры;

- автоматически формировать все необходимые комплекты технологической документации в соответствии с ГОСТ РФ и стандартами, используемыми на предприятии (требуется дополнительная настройка);

- вести параллельное проектирование сложных и сквозных техпроцессов группой технологов, в реальном режиме времени;

- осуществлять проверку данных в техпроцессе (на актуальность справочных данных, а также нормоконтроль);

- формировать заказы на проектирование специальных средств технологического оснащения и создание управляющих программ;

- поддерживать актуальность технологической информации с помощью процессов управления изменениями;

- поддерживать процесс построения на предприятии единого информационного пространства для управления жизненным циклом изделия от разработки до утилизации.

Справочник технолога предоставляет пользователям всю необходимую справочную информацию, а также позволяет организовать и развивать базы данных предприятия.

Интеграция ВЕРТИКАЛЬ с ЛОЦМАН:PLM, КОМПАС-3D и другими автоматизированными системами АСКОН решает задачи создания единой электронной среды для совместной разработки изделия, подготовки производства. В результате электронное описание изделия содержит полную информацию, необходимую для поддержки всех этапов жизненного цикла изделия. На этапе подготовки производства обеспечивается накопление данных о результатах конструкторско-технологического проектирования и обмен информацией между инженерными службами.

САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ поддерживает все бизнес-процессы электронного инженерного документооборота, в том числе управление технологическими изменениями и заказ на разработку специальных средств технологического оснащения и управляющих программ для станков с ЧПУ. В системе применен качественно новый интеллектуальный подход к организации данных о технологических процессах, основанный на объектной модели представления и обработки информации. В САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ реализованы новейшие объектно-ориентированные методы организации технологических баз данных, СОМ-технологии, современные интерфейсные решения, открытая архитектура, основанная на компонентах ActiveX.

Систему может быстро освоить пользователь с любым уровнем «компьютерной» подготовки. САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ позволяет сделать работу технолога быстрой и удобной; возрастает как скорость, так и качество разработки технологических решений.

Заключение

программный сквозной информационный проектирование

В настоящее время в России востребована методология проектирования «цифровых» предприятий, основанных на передовых технологиях шестого технологического уклада.

В рамках реализации программы ТИС ЯОК разработаны и внедрены подход, модель и инструмент описания «Цифрового предприятия» на основе процессного подхода, определяющие методологию управления предприятием и полным сквозным жизненным циклом изделий ЯОК. Методология «Цифровое предприятие» позволяет формировать и оптимизировать архитектуру предприятия. Основным инструментов служит комплексная процессная модель, описывающая архитектуру систем управления (бизнес-архитектуру), архитектуру прикладных систем, технологическую архитектуру предприятия. Данная методология включает модели иерархии целей и продуктовую линейку, модель организационной структуры, модель компетенций, каталог документов, каталог информационных систем, каталог объектов инфраструктуры и базовых критических и промышленных технологий.

Применение методологии «Цифровое предприятие» необходимо при проектировании новых производственных линий, техническом перевооружении предприятий и интегрированных структур. Наличие единой методологии «Цифрового предприятия» позволяет сформировать сквозные требования к различным видам архитектур предприятия - индустриальной (проектирование цехов с учетом «умных» сред и интеллектуальных систем), технологической (проектирования роботизированных производственных линий, гибких производственных модулей на базе аддитивных технологий, сетей передачи данных и центров обработки данных), информационной (системы управления предприятием, производством, технологий сквозного 3D-проектирования-моделирования-производства) и процессной (проектирование систем управления предприятием через систему целей, показателей, бизнес-процессов, их регламентов, сквозных планов, бюджетов, закупок, персонала, учета, контроля и т.д.).

Типовая информационная система предприятий ядерно-оружейного комплекса (ТИС ЯОК) обеспечивающая автоматизацию предприятий ЯОК покрывает процессы сквозного жизненного цикла изделий (научно-исследовательские работы, имитационное моделирование, опытно-конструкторские работы, технологическая подготовка производства, управление производством, экспериментальная отработка, эксплуатация и утилизация изделий), процессы обеспечения жизненного цикла и управления предприятием (управление деятельностью, экономическое управление, управление финансами, управление основными средствами, управление закупками, управление снабжением и сбытом, бухгалтерский и налоговый учет, управление персоналом, управление обслуживанием и ремонтами, управление недвижимым имуществом с использованием GIS-технологий).

Организация производства на предприятиях ОПК в нашей стране очень специфична и даже уникальна, и западный опыт зачастую не дает хороших результатов. А серьезные информационные системы - это прежде всего модель бизнес процессов и организации производства, которые необходимо внедрить для того чтобы программное обеспечение заработало. Результат программы ТИС ЯОК позволил не только говорить об успехах на ниве импортозамещения ИТ, но и о высочайшем качестве и эффективности разработанной системы для ОПК по сравнению с западными аналогами.

Список литературы

1. ГОСТ Р ИСО 9001-2008. Системы менеджмента качества. Требования. ISO 9001:2008. Quality management systems - Requirements (IDT). - Москва, Стандартинформ, 2009. - 68 с.

2. ГОСТ 2.001 - 93 Стандарты ЕСКД. Общие положения.

3. ГОСТ 2.051 - 2006 Стандарты ЕСКД. Электронные документы. Общие положения

4. ГОСТ 2.052 - 2006 Стандарты ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения

5. ГОСТ 2.053 - 2006 Стандарты ЕСКД. Электронная структура изделия. Общие положения

6. ГОСТ 2.101 - 68 Стандарты ЕСКД. Виды изделий

7. ГОСТ 2.102 - 68 Стандарты ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов

8. ГОСТ 2.104 - 68 Стандарты ЕСКД. Основные надписи. Штамп чертежа

9. ГОСТ 2.106 - 96 ЕСКД. Текстовые документы. Спецификации

10. ГОСТ 2.109 - 73 Стандарты ЕСКД. Основные требования к чертежам

11. ГОСТ 2.114 - 95 Стандарты ЕСКД. Технические условия

12. ГОСТ 2.301 - 68 Стандарты ЕСКД. Форматы

13. ГОСТ 2.302 - 68 Стандарты ЕСКД. Масштабы

14. ГОСТ 2.303 - 68 Стандарты ЕСКД. Линии

15. ГОСТ 2.305 - 68 Стандарты ЕСКД. Изображения - виды, разрезы, сечения

16. ГОСТ 2.307 - 68 Стандарты ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений

17. Азбука КОМПАС-3D. - АСКОН, 2014

18. Бирбраер Р.А., Фльтшулер И.Г. Основы инженерного консалтинга: Технология, экономика, организация. - М.: Дело, 2007. - 232 с.

19. Бродский А.М., Фазулин Э.М., Халдинов В.А. Инженерная графика, 2008.

20. Ганин Н. Проектирование в системе КОМПАС-3D: учебный курс. - М.: ДМК ПРЕСС, Питер, 2008.

21. Головицына М. Интеллектуальные САПР для разработки современных конструкций и технологических процессов - М.: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016. - 250 с.

22. Комплекс решений АСКОН 2014. Установка и первичная настройка. - Компания АСКОН, 2014

23. Кондаков, А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Кондаков. - М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 272 с.

24. Конструкторско-технологическое обеспечение «умного производства» в машиностроении: Каталог предложений - инженерно-консалтинговая компания SOLVER, 2008 г. - 97 с.

25. Лазарева Т.Я., Мартемьянов Ю.Ф., Схиртладзе А.Г., Интегрированные системы проектирования и управления структура и состав: Машиностроение-1, 2006.

26. Майба И.А. Компьютерные технологии проектирования транспортных машин и сооружений: учебное пособие - М.: Изд-во УМЦ ЖДТ (Маршрут), 2014. - 120 с.

27. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 192 с.

28. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. - М.: Альянс, 2014. - 416 с.

29. Чекмарев А.А. Инженерная графика: Учеб. для немаш. спец. вузов / А.А. Чекмарев. - М.: Высш.шк., 2007. - 382 с.

Размещено на Allbest.ru

...