В настоящей статье описан подход компании Consistent Software СПб к созданию Электронной Информационной Модели Изделия (далее ЭИМИ), отображающей информационную структуру на различных этапах жизненного цикла для сложных изделий судостроения и машиностроения.
Основной целью проведенных работ является реализация концепции построения ЭИМИ на примере создания информационной модели конкретного изделия судостроения (корабля) и конкретных изделий машиностроения.
С целью создания ЭИМИ для дальнейшего успешного использования на судостроительных предприятиях и в эксплуатирующих организациях были изучены принципы построения информационной модели корабля и изделий машиностроения. Для построения информационных моделей изделий машиностроения использовались реальные структуры, предоставленные машиностроительными предприятиями. Для отработки принципов построения информационной структуры изделия использовалась информация по реальному проекту – фрегату Talwar, предоставленная Балтийским заводом.
Остановимся сначала подробно на принципах построения ЭИМИ в судостроении. В отличие от продуктов машиностроения, строительства и т.п. изделия судостроения на различных этапах жизненного цикла должны иметь различное представление структуры. Отличия в структуре изделия судостроения (корабля) на различных этапах жизненного цикла очевидны и определяются спецификой работы проектных, судостроительных, судоремонтных, эксплуатирующих организаций, а также организаций, производящих модернизацию и утилизацию корабля. Так, например, основными элементами иерархической структуры изделия судостроения на стадии строительства являются: строительный район, блок, секция, подсекция, помещения, оборудование, системы и т. д.
С точки же зрения эксплуатирующей организации интерес представляют следующие элементы иерархии: корпус, отсек, надстройка, ярус надстройки, палуба, помещения. Кроме того, представление модели для эксплуатирующей организации должно содержать необходимую для эксплуатации часть информации, вносимую на стадии проектирования и строительства. Такой информацией, прежде всего, могут являться чертежи помещений, систем, эксплуатационная документация на те или иные системы, оборудование, их элементы, разработанные в проектной, строительной организациях или в организациях – поставщиках и производителях оборудования, систем и их элементов. Важным блоком информации, без которой эксплуатационная модель была - бы неполной являются данные, связанные с логистической поддержкой корабля в целом, его систем, оборудования с возможностью не только получать информацию о необходимых элементах снабжения, но и планирования заказа этих элементов с последующим з аказом.
Для ремонтного завода наиболее интересно представление совершенно другой иерархии изделия судостроения, учитывающее не только специфические объекты, но и наличие необходимой информации, разрабатываемой и вносимой в единую информационную модель на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации.
При утилизации корабля его иерархическое представление может отличаться от вышеперечисленных и обусловлено, прежде всего, спецификой деятельности предприятия, производящего утилизацию.
Существует ряд «общих» для всех структур корабля иерархических объектов – палуба, ярус, помещение, система, оборудование, представляет также интерес их положения по шпангоутам. В связи с вышеизложенным, иерархическую модель корабля на стадии всех жизненных циклов можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 1. Заметим, что в данный момент речь идет о представлении информационной модели корабля на всех стадиях жизненного цикла, содержащих информацию, представляющую интерес как для проектной (конструкторского бюро), так и для строительной (завода – строителя), эксплуатирующей, ремонтирующей/модернизирующей организации (ремонтного завода) и утилизирующей организации. Хотя, несомненно информация для каждой стадии жизненного цикла должна быть разграничена.
Аналогично c изделием судостроения, на изделие машиностроения также распространяется концепция «различного представления информации на различных стадиях жизненного цикла». Например, для эксплуатирующей организации интерес представляет эксплуатационная документация (как правило, разрабатываемая на стадиях проектирования и производства), информация о произведенных заменах и модернизациях (проведенных на стадии ремонта/модернизации), данные для логистической поддержки (поставщики, комплектующие, цены, регламенты обслуживания, расходные материалы и детали, ЗИП и прочие предметы снабжения для поддержки эксплуатации).
Рассмотрим принципы формирования ЭИМИ в машиностроении. Следует заметить, что в отличие от изделий судостроения, физически структура несложного изделия машиностроения может представлять одинаковую иерархию для всех стадий жизненного цикла, элементами которой являются сборки и детали. Сложные же изделия машиностроения, как правило, подобно изделиям судостроения должны иметь различное представление структуры на разных стадиях жизненного цикла. Но, в любом случае (как при представлении структуры изделий машиностроения в виде единой иерархии для всех стадий жизненного цикла, так и в виде различных иерархических представлений), отсутствует необходимость предоставление ВСЕЙ имеющейся информации по изделию для каждой стадии жизненного цикла. Это обосновано следующим: во–первых, её объем информации может быть велик, во вторых, часть информации одного этапа жизненного цикла совершенно неинтересна и избыточна на другом этапе, и, наконец, предоставление всей информации по изделию без учета этапа жизненного цикла, задач и специфики работы организаций, может нанести урон интеллектуальной собственности. Так, вряд ли организация – проектант будет согласна передать без каких-либо дополнительных условий проектную документацию в оригинальном формате САПР организации, осуществляющей модернизацию, поскольку в этом случае, процесс проектирования при модернизации (изменения документов в оригинальном формате САПР, «перепроектирования») может быть произведен без участия организации, спроектировавшей данное изделие (например, силами КБ ремонтного завода). В этом случае, организация – проектант просто теряет «свой хлеб».
В процессе работ по созданию информационной модели изделий судостроения и машиностроения на всех стадиях жизненного цикла, была разработана концепция, которую можно выразить следующими пунктами:
Принципы предоставления необходимых и достаточных «срезов» информации для каждой из вышеперечисленных организаций, имеющих прямое отношение к жизненному циклу изделия будут изложены ниже.
В настоящее время, существует два основных подхода к реализации ЭИМИ на различных стадиях:
Первый подход подразумевает построение модели и её иерархии для того или иного этапа жизненного цикла с необходимыми данными и передачу ее той или иной организации. Например, при таком подходе требуется сформировать, например, эксплуатационную иерархию представления изделия, внести в нее необходимые данные:
Несомненно, при таком подходе необходима работа по сбору и занесению в ЭИМИ информации, разрабатываемой на стадиях проектирования и строительства и необходимой на стадии эксплуатации непосредственно в процессе создания ЭИМИ.
Такой подход имеет право на жизнь, но имеет следующие недостатки:
Данные недостатки, на наш взгляд препятствуют быстрому и правильному созданию ЭИМИ на той или иной стадии, не исключают потерь и искажений при экспорте – импорте в модель данных, созданных в разнородных средах. Кроме того, данный подход исключает своевременную автоматическую синхронизацию данных в случае их изменения в процессе жизненного цикла (например, необходимые изменения в эксплуатационную модель после модернизации корабля, с заменой систем и т. д.).
Второй подход полностью соответствует основной концепции и описывается следующей логикой:
В любом из вышеприведенных способов необходимо, чтобы ЭИМИ физически представляла собой единую постоянно пополняемую базу данных. В связи с этим в вышеописанной концепции указана необходимость наличия организации – держателя базы, ответственной за своевременное пополнение информации ЭИМИ и предоставление необходимой информации использующим ЭИМИ предприятиям.
Предлагаемую концепцию реализации ЭИМИ можно представить рис. 2.
Для реализации вышеприведенной концепции создания ЭИМИ, компанией Consistent Software производился анализ инструментов (программных средств), присутствующих в настоящее время на мировом рынке. В результате анализа сделан следующий вывод: инструментом создания ЭИМИ может являться практически любая система класса PDM:
Кроме того, не исключено использование и других систем.
Все перечисленные системы имеют необходимый функционал для создания ЭИМИ. Несмотря на это, следует отметить, что функционал систем SmarTeam, TeamCenter и WindChill избыточен. Большая часть его при реализации ЭИМИ остается невостребованной.
Учитывая концепцию о том, что наполнение ЭИМИ должно производиться динамически в течение всего жизненного цикла изделия, рабочие места данных систем должны быть установлены в проектной, строительной, эксплуатирующей, ремонтирующей, модернизирующей и утилизирующей организации. По нашим оценкам только в проектной организации, для занесения всей необходимой информации в ЭИМИ необходима установка 500 – 700 рабочих мест.
Используя элементарный арифметический расчет, делаем вывод, что внедрение 700 мест только лишь в проектной организации системы TeamCenter обойдется в $5 000 000 (с учетом работ по внедрению). Немногим меньше в проектной организации обойдется внедрение систем TeamCenter и WindChill. Учитывая, что функционал перечисленных систем для создания ЭИМИ избыточен, можно сделать вывод о нерентабельности таких затрат.
В связи с этим, компанией Consistent Software предлагается использовать систему TDMS, функционал которой достаточен для реализации ЭИМИ, а стоимость программного обеспечения, включая работы по внедрению гораздо (более, чем на порядок!) ниже, чем у систем SmarTeam, TeamCenter и Windchill. Заметим, что подобный подход не исключает использование данных систем для решения локальных задач на ограниченном количестве рабочих мест на том или ином предприятии с дальнейшей передачей данных ЭИМИ в систему TDMS.
В связи с вышеизложенной концепцией построения ЭИМИ и обоснование выбора инструмента, приведем пример реализации ЭИМИ на стадиях жизненного цикла строительства и эксплуатации с использованием системы TDMS. Пример реализации ЭИМИ в среде TDMS опубликован в журнале CADmaster N 1(26) 2005 (стр. 27-30)
"Компьютер-ИНФОРМ" 11, 2005 г.
вернуться к
списку