В последнее время наблюдается тенденция лавинообразного роста интереса, в том числе и публикаций на тему ИПИ (CALS) – технологий. К сожалению, большая часть материалов содержит скорее лишь теоретические концепции, давно известные соответствующему кругу специалистов. Иногда появляющиеся «новые» трактовки, по сути, являются переводом западных источников (к сожалению, не всегда верным и недостаточно актуальным на момент публикации и тем более, конкретной реализации). Новые же материалы на тему ИПИ – технологий, претендующие на некие «практические примеры», как правило, приводят лишь описания неких программных продуктов без конкретных примеров их внедрения и успешного использования на предприятиях судостроения. В связи с этим, целью данной статьи является описание некоторых реально осуществленных проектов, имеющих прямое отношение к ИПИ – технологиям на судостроительных предприятиях России.
Практика показывает, что для реализации информационной поддержки ИПИ–технологий с использованием PDM/PLM – системы и построения информационных моделей кораблей, необходимо реализовать определенную логику. Подробно о концепции создания электронной информационной модели корабля на разных этапах жизненного цикла (далее «ЭИМК»), разработанной в Consistent Software SPb уже писалось [1]. Прототип ЭИМК, созданной с применением вышеприведенной концепции также был подробно описан ранее [2].
К сожалению, в теоретических публикациях приводятся обоснования и подходы к информационной поддержке жизненного цикла, построения PLM – систем без учета реально существующих ступеней развития информационного пространства. Эта эволюция проиллюстрирована на рис. 1. Игнорирование той или иной стадии (ступени) при построении информационных систем поддержки жизненного цикла невозможно и сравнимо со столь подробно описанным в свое время переходом «от феодализма к социализму, минуя капитализм» в некоторых странах. Как показал исторический опыт, процесс завершился возвращением в исходную стадию феодализма. Иными словами, говорить о полноценном внедрении информационной поддержки ИПИ – технологий, создании информационных моделей кораблей без прохождения всех ступеней бессмысленно.
Описанные далее ступени могут быть реализованы посредством PDM/PLM системы на базе использования комплекса программных и аппаратных средств, ядром которой является система TDMS разработки Consistent Software.
Начальной базовой ступенью является электронный архив документации по изделию. Он представляет собой базу данных – электронный аналог «бумажного» архива документации по изделию, в нашем случае – по кораблю. На данной стадии не важно, как документы по изделию попадают в архив. Пользователь (согласно правам доступа) обращается в этот архив, получает электронные документы (используя механизмы запросов к СУБД). Подробно принципы построения системы электронного архива неоднократно описывались авторами Consistent Software SPb.[3].
Второй ступенью иерархии развития является механизм Work Flow (документооборот). На данном этапе в отличие от предыдущего, документ, перед тем, как попасть в единую базу данных электронного архива, проходит стадии согласования (подобно тому, как бумажный документ «собирает подписи»).
Третьей ступенью является единая среда проектирования всех изделий и объектов, включая чертежи, спецификации, и трехмерные модели на проектируемое изделие. В этом случае любой документ, трехмерная модель (объект) фиксируется в системе в момент его появления или получения извне. В системе также фиксируются все действия, которые с объектом происходят. Заметим, что часто на этой ступени необходима нормативная информация.
Поэтому, полезным является механизм взаимосвязи данной ступени с базой данных нормативных документов. В системе TDMS (где производилась реализация ступеней описанной иерархии внедрения ИПИ–технологий в описанных ниже примерах) реализован механизм программного взаимодействия с системой нормативной документации Norma CS. [8]
На четвертой ступени находится PDM система. Описанию функционала PDM – систем посвящено множество публикаций, и подробно перечислять все свойства этих систем нет смысла.
Пройдя все описанные ступени, можно говорить о возможности перехода на верхнюю ступень - создание информационной системы поддержки жизненного цикла - PLM.
Начиная со ступени PDM – системы для внесения полной информации, необходима работа нескольких предприятий. В судостроении на этом уровне (управления информацией о структуре изделия), включаются субподрядчики, производители комплектующих и материалов. Количество организаций, без информации которых управление данными об изделии становится невозможным, достигает десятков тысяч.
Сведений о полнофункциональном внедрении информационных систем поддержки полного жизненного цикла корабля на примере хотя бы одного изделия судостроения нет. Говорить можно лишь о внедрении тех или иных элементов на тех или иных стадиях жизненного цикла. Поэтому, ниже приведены примеры реализации отдельных элементов иерархии развития PLM – систем.
Приразломное нефтяное месторождение открыто в 1989 году на шельфе Печорского моря и расположено на расстоянии 60 км к северу от п. Варандей и 320 км от г.Нарьян-Мар. Глубина моря в районе месторождения — 19-20 м. За прошедшие годы осуществлялось проектирование и строительство платформы. В 2003 году приобретенное в Норвегии верхнее строение платформы «Хаттон» доставлено в г.Северодвинск на ФГУП «ПО «Севмаш». В 2004 году по проекту «Приразломное» были продолжены работы по изготовлению кессона и строительству верхнего строения платформы на ФГУП «ПО «Севмаш» в г.Северодвинске. [4].
Примером внедрения первой ступени информационной поддержки ИПИ–технологий является создание в среде TDMS электронного архива документации по проекту «Приразломное» на ФГУП «ПО «Севмаш». [5].
Суть проведенной работы заключалась в следующем: документация на нефтегазодобывающую платформу в бумажном виде (объем составлял десятки тонн) в необходимой для проведения работ части была отсканирована и записана в систему электронного архива под управлением программного комплекса TDMS.
Кроме функций, присущих системе электронного архива в созданную систему внесены структурные элементы платформы «Хаттон». В процессе создания системы электронного архива в среде TDMS был успешно решен ряд проблем. Документация на платформу разрабатывалась иностранной компанией – производителем. Привязка полученной документации к нашим стандартам являлась заведомо нецелесообразной и трудоемкой работой. Вызывало сомнения то, что некоторые элементы вообще могут быть описаны нашими нормативными документами. В связи с этим, в системе TDMS были быстро и успешно созданы классификаторы компании-производителя и документация представлена согласно структуре изделия и данных классификаторов. На рис. 2 приведен фрагмент классификатора помещений верхнего строения платформы «Хаттон».
Встроенные средства системы TDMS позволили эффективно решить ряд вопросов, возникших в процессе работы с архивом документации. Например, в электронном виде смоделирован принятый на Предприятии механизм подачи заявок в центр печати, реализована автоматизированная процедура формирования и выгрузки комплектов документов по заявкам смежных организаций (ЦКБ МТ «Рубин») из среды TDMS [5].
Кроме того, произведена в необходимых масштабах интеграция TDMS с принятыми на ФГУП «ПО «Севмаш»» программными системами.
При создании системы электронного архива по проекту «Приразломное» возник ряд чисто технических задач по организации хранения больших объемов и оптимизации производительности системы в целом. В связи с этим, успешно применен имеющийся в программном комплексе TDMS механизм управления хранилищами данных, позволяющий организовывать различные области хранения электронных документов. Хранилища могут быть архивными – как правило, с повышенными требованиями к надежности и большого объема, но с достаточно невысокими требованиями к производительности (для основной массы документов архива). Хранилища могут быть и оперативными – для хранения документов, находящихся в частом оперативном использовании. Оперативные хранилища сравнительно невелики в объеме, но требования к их производительности высоки. В электронном архиве по проекту «Приразломное» в ПКБ ФГУП «ПО «Севмаш» для оптимизации системы хранения в качестве архивного хранилища, система TDMS использует роботизированную библиотеку Plasmon D-480 емкостью ~ 5.5 Tб, а в качестве оперативных хранилищ – жесткие диски меньшего объема [5].
Следует заметить, что оптимизация размещения файлов по хранилищам в зависимости от частоты обращения к ним может происходить в системе TDMS автоматически. Рис. 3 иллюстрирует схему организации работы с хранилищами посредством использования службы управления хранилищами TDMS в электронном архиве ПКБ ФГУП «ПО «Севмаш» по проекту «Приразломное» [5].
Говорить о «полном» внедрении ИПИ – технологий в приведенном примере нельзя. Однако мы можем уверенно сказать о внедрении базового уровня данных технологий – системе электронного архива документации по изделию. Считаем, что такое утверждение правомочным, несмотря на то, что архив начал создаваться со стадии жизненного цикла модернизации, так как в электронный архив внесена вся переданная необходимая информация, полученная при создании чертежей и документов на всех предыдущих этапах жизненного цикла платформы.
В качестве примера реализации первых трех ступеней внедрения ИПИ – технологий и частично четвертой (PDM) можно привести Центральный Научно-Исследовательский Институт Судового Машиностроения. В этом году ЦНИИ СМ исполняется 35 лет. Он является одним из ведущих в области разработок и поставок изделий судового машиностроения, устанавливаемых практически на всех судах и кораблях. Основная продукция: манипуляторные устройства для подводных работ, судовые электрогидравлические краны, рулевые машины, подруливающие устройства и успокоители качки, комплекты электрогидравлических механизмов для транспортировки корабельных вертолетов, гребные винты регулируемого шага мощностью до 40000 л.с., аксиально-поршневые гидромоторы и насосы высокого давления, палубные механизмы, оборудование водоподготовки [6].
В настоящее время, ЦНИИ СМ ведет работы по проектированию изделий машиностроения для тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Горшков» с использованием реализованных в системе TDMS первых трех и частично четвертой ступени использования информационной поддержки ИПИ – технологий.
Прежде всего, в ЦНИИ СМ в среде TDMS была реализована система электронного архива. Электронный архив представляет единую базу данных в которую внесены все учетные записи о документах и сами документы в электронном виде. В ЦНИИ СМ ранее присутствовал электронный реестр проектной документации, имелась часть отсканированных документов, соответствующая записям электронного реестра. Создано специальное подразделение, в задачи которого входит сканирование документов бумажного архива, обработка растровых изображений. В процессе внедрения системы TDMS, созданный реестр документов и сканированные документы были автоматически импортированы системой. Рабочие клиентские места TDMS установлены на рабочих станциях подразделения, осуществляющего ввод в систему электронного архива. Произведено разграничение прав доступа пользователей Предприятия к разделам информации электронного архива и установлены клиентские места, позволяющие получать доступ согласно правам. Таким образом, был получен «Электронный аналог» архива документации и осуществлена реализация первой ступени вышеприведенной схемы внедрения ИПИ – технологий в среде TDMS.
Внедрение системы продолжилось переходом ко второй (документооборот), третьей (единая среда разработки) и частично четвертой (PDM) ступени схемы информационной поддержки ИПИ – технологий. Так, за основу реализации второй и третьей ступени (документооборот и общая среда разработки) взяты соответствующие СТП Предприятия, описывающие процесс разработки документов. Следует отметить, что внедрение системы TDMS способствует реализации стандартов предприятия, их необходимой доработки и оптимизации, а иногда и полной переработке (с целью адаптации к объективным реалиям). Это связано с тем, что для создания и моделирования процессов в электронном виде в TDMS необходимо их описание. Из этого следует, что внедрение системы способствует выполнению основного требования ISO – описанию процессов.
Схема движения конструкторских документов в ЦНИИ СМ, согласно, принятого СТП (в составе комплекта документов системы качества) приведена на рис. 4.
В среде TDMS на ряде предприятий создана система проведения изменений. В ЦНИИ СМ ведется активная работа по реализации принятой, согласно СТП (входящего в комплект документов системы качества) системы проведения изменений, по графику внедрения. Оценка документа (СТП) ЦНИИ СМ и опыт создания системы проведения изменений на предприятиях авиационной промышленности говорит о том, что создание подобной системы в среде TDMS может занять от недели до месяца с момента начала запланированных работ.
Для реализации описываемых ступеней недостаточно представление информации в виде «электронной модели бумажного архива». Необходимо было привязать документы к структуре изделий, что было успешно сделано в системе TDMS. Отметим, что TDMS позволяет «привязать» ранее внесенные в электронный архив сканированные документы к структурам изделий ссылками. Вновь же разрабатываемые структуры изделий могут появляться в системе TDMS следующими способами:
Кроме интерфейсов с 3D-САПР, система TDMS имеет интерфейсы со средствами 2D – проектирования – AutoCAD и «Компас». Интерфейс с двумерным «Компасом», также нашел использование в ЦНИИ СМ.
Таким образом, ЦНИИ СМ активно внедряет элементы ИПИ – технологий. Дальнейшее внедрение по двум вышестоящим ступеням схемы продолжается, поскольку принятая система TDMS может быть использована в качестве PDM/PLM – системы, описанной в следующем разделе.
В начале данного раздела отметим, что материал не идет в разрез с основной концепцией «ступеней» развития информационной поддержки ИПИ – технологий. Хотя на первый взгляд речь идет об электронной информационной модели конкретного корабля на разных стадиях жизненного цикла. В связи с этим, акцентируем внимание читателей, что описывается прототип ЭИМК, содержащий все структуры представления информации, необходимые программные средства, процедуры ничем не отличающиеся от реальной ЭИМК. Отличие прототипа ЭИМК от реальной ЭИМК заключается в том, что он содержит лишь информацию в минимальном объеме, необходимую для формирования и отработки процессов хранения, представления структур и связей, интерфейсов, программных средств и процедур, присущих реальной ЭИМК. Данный необходимый объем информации был приложен к техническому заданию на разработку. Поэтому говорить о прохождении всех ступеней (от полного электронного архива документации до PLM) при создании прототипа, на наш взгляд, не имеет смысла.
По техническому заданию Балтийского завода, компанией Consistent Software SPb был реализован прототип электронной информационной модели корабля (ЭИМК) фрегата, построенного по заказу ВМС Индии. ЭИМК включает стадии строительства и эксплуатации жизненного цикла. Данная модель уже неоднократно описывалась [2], [7] и содержит следующие группы функционала:
Кроме того, ЭИМК содержит документацию, создаваемую на разных стадиях жизненного цикла, импортированный каталог предметов снабжения и другие разделы информации, в объеме, переданном совместно с техническим заданием Балтийского Завода.
Прототип ЭИМК создан в среде TDMS и нашел одобрение при демонстрации в штабе ВМС Индии в апреле 2005 г.
Работы по усовершенствованию прототипа ЭИМК продолжаются. Например, практически реализованы подходы к решению проблемы проверки соответствия наименований требованиям нормативных документов. Проблема возникла в процессе работ по организации интегрированной логистической поддержки на стадии эксплуатации. Часто в перечнях предметов снабжения имеются ошибки в наименованиях и обозначениях. Например, написание буквы «о» вместо цифры «ноль» внешне не заметно, но при автоматизированной обработке данных ведет к ошибкам. При формировании ведомостей предметов снабжения корабля, наличие таких ошибок делает невозможным автоматизацию логистической поддержки, ведет к угрозе срыва условий контракта и прочим негативным последствиям. В компании Consistent Software разработана технология автоматизированной проверки соответствия наименований требованиям нормативных документов с использованием системы автоматизированного контроля наименований (парсера наименований). [9]
Целью материала являлось описание реальных внедрений элементов ИПИ–технологий на предприятиях Российского судостроения. В связи с этим в статье не описывались проведенные пилотные проекты:
В заключении статьи хочется подчеркнуть, что при внедрениях и пилотных проектах проводилась совместная работа специалистов Consistent Software SPb и предприятий. Руководителями и исполнителями проведенных работ от предприятий были: начальник ПКБ ФГУП «ПО «Севмаш» Д.О. Острокопытов и специалист ПКБ А.Н.Туфанов, начальник бюро ЦНИИ СМ С.В.Смирнов и специалист бюро Т.Н. Ведерникова, зам. главного инженера – начальник ОВИТ ФГУП «МП «Звездочка» Э.С. Ханданян, специалист ОВИТ А.Н. Кукушкин, гл. конструктор САПР ФГУП «Северное ПКБ» А.М.Карпеко, зам. гл. конструктора САПР Ю.В. Ананьев, инженер-программист I категории Н.В. Кораго, начальник центра Информационных технологий ЦНИИ ТС А.М. Плотников и ведущий специалист А.А. Кузнецов.
1. А. Рындин, Л. Рябенький, А. Тучков, И. Фертман.
«Технология обеспечения жизненного цикла сложных изделий (PDM/PLM) на базе системы TDMS».
Сборник материалов конференции «Информационные технологии в судостроении Моринтех-Практик 2005»
2. А. Рындин, Л. Рябенький, А. Тучков, И. Фертман.
«Описание электронной информационной модели изделия судостроения на различных стадиях жизненного цикла с элементами интегрированной логистической поддержки».
Сборник материалов конференции "Применение ИПИ-технологий для повышения качества и конкурентноспособности наукоемкой продукции (ИПИ-2004)", 7-8 декабря, 2004 г., Москва
3. А.Рындин
«Архив без пыльных полок или способы организации архива предприятия»
журнал Jet Info № 10 2002 г.
4. Официальный сайт ОАО «НК Роснефть»
5. В.С.Голованов, Л.М. Рябенький, ФГУП «Адмиралтейские верфи», С.В.Давыденко, ФГУП ЦКБ МТ «Рубин», Д.О.Острокопытов, ФГУП «ПО «Севмаш», А.А.Тучков, И.Б.Фертман, Consistent Software СПб/Бюро ЕСГ
«Опыт внедрения комплексных программно-аппаратных решений САПР и электронного архива инженерной документации на судостроительных предприятиях»
«Морской вестник» Вып 1 (2), том 3, 2004 г.
Труды НТО судостроителей им академика А.Н. Крылова.
6. Официальный сайт ЗАО «ЦНИИ СМ»
7. О.Галкина, А.Рындин, Л.Рябенький, И.Фертман
«Электронная информационная модель изделий судостроения на различных стадиях жизненного цикла»
Журнал САDMaster № 1 2005 г.
8. А.Благий
«Norma CS – Лоцман в океане информации»
Журнал CADMaster № 1 2005 г.
9. В.Александров, С.Козменко
«Справочно- информационная база данных стандартных элементов, инструмента и материалов»
Журнал CADMaster № 4 2004 г.
вернуться к
списку