Проблемные вопросы организации электронного
документооборота КД, разработанной в САПР,
в условиях перехода от использования бумажных подлинников КД к электронным
С.Е.Кондратьев,
инж.,
О.В. Ульянин,
зам. нач. отд., к.т.н
Е.М.Абакумов,
нач. отд-я информац. техн.,
к.т.н
ВНИИА, г. Москва
В
докладе содержатся сведения о практическом внедрении в среде системы управления
жизненным циклом (PLM-системы) Windchill технологии электронного документооборота
конструкторской документации (КД), разработанной в САПР, в условиях перехода от
использования бумажных подлинников КД к электронным. Особое внимание в докладе уделено вопросам интеграции
PLM-системы с общеинститутскими системами и решению
практических задач, обусловленных основными целями внедрения.
Ключевые
слова: электронный документооборот, PLM-система,
Windchill, внедрение PLM-системы,
электронная структура изделия, электронный комплект КД, электронный архив
технической документации (ЭАТД).
In paper there are information
about implementation of electronic workflow of design documentation in the
environment of PLM-system. Special attention is paid to problems of integration
PDM-system with enterprise's systems and solutions of real-world problems which
associated with basic targets of implementation.
Keywords: electronic workflow,
PLM-system, Windchill, implementation of PLM-system, electronic structure of a
product, electronic set of design documentation, electronic archive of
technical documentation.
В последнее время начался
новый этап в управлении процессами жизненного цикла изделий предприятий приборостроения.
Этот этап ознаменовался переходом от теоретических подходов к управлению инженерными
данными к их практической реализации. Конечно, с момента появления на рынке
таких систем прошло значительное количество времени, однако, большинство
внедрений на сегодняшний день не позволяют дать однозначного ответа на вопрос о
совместном существовании бумажного архива технической документации и новых
разработок в системе управления инженерными данными.
Следует также
отметить, что предприятия отечественного оборонно-промышленного комплекса с
большой историей, одно из которых представляют авторы, обычно обладают
бумажными архивами, содержащими значительные объёмы конструкторской и
технологической документации, связаны кооперационными связями с другими предприятиями
и не всегда являются держателями подлинников документации, что ограничивает
возможность изменений отдельных документов, применённых в новой разработке. Подходы
к внедрению информационной системы управления инженерными данными на
предприятии с большим объёмом технического архива в бумажной форме рассмотрены на
II Международной конференции «Информационные технологии интеллектуальной
поддержки принятия решений» (ITIDS’2014) [1].
Таким образом, в целях создания системы автоматизированного
сквозного проектирования изделий на базе систем автоматизированного проектирования
(САПР) Creo Parametric (разработчик фирма PTC, США) и Mentor Graphics
(разработчик фирма Mentor Graphics, США), реализации интегрированного цикла
“конструирование - анализ - производство” и создания интегрированной
информационной среды (ИИС) проектирования, технологической подготовки и
производства изделий во ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова» в период с середины 2012
года по настоящее время выполняется пилотный проект по внедрению PLM-системы
Windchill (разработчик фирма PTC, США), являющейся одним из базовых
инструментов реализации функций электронного архива технической
документации и электронного технического
документооборота с использованием. Вопросы организации ИИС отражены в докладе
на шестой международной конференции “Управление развитием крупномасштабных
систем (MLSD’2012)” [2].
В рамках подготовки к
выполнению пилотного проекта были проведены работы по обследованию входной и выходной
информации ЭАТД, анализу видов технических документов, настройке и
конфигурированию программного обеспечения, применяемого для разработки
конкретных типов технических документов, формированию набора справочников,
необходимых для разработки документов в САПР; формированию структуры
электронного архива, настройке и конфигурированию параметров оцифровки
технических документов, формированию процессов согласования и изменения технических
документов. Результаты перечисленных работ отражены в докладе на седьмой международной
конференции “Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2013)” [3].
Совершенно очевидно, что процесс полного перехода от
архива бумажных подлинников технических документов к архиву электронному
продолжителен и сложен, а методика организации этого процесса за редким
исключением [4], [5], мало описана в научной литературе.
Поэтому, основными целями внедрения являлись:
-
замена бумажного подлинника комплекта КД на
электронный;
-
сокращение ошибок в КД, прежде всего в составах
изделий (материалы, стандартные и прочие изделия);
-
сокращение времени согласования и утверждения КД;
-
сокращение времени передачи информации об утверждённой
электронной структуры изделия (ЭСИ) в ERP-систему института.
Для достижения поставленных целей были решены
следующие задачи:
-
автоматизировано наполнение справочников PLM-системы
информацией о материалах, стандартных и прочих изделиях из СПВП;
-
разработаны электронные комплекты КД на несколько
приборов с использованием справочников PLM-системы;
-
выполнено согласование и утверждение электронных
комплектов КД в PLM-системе;
-
отработана процедура замены подлинника бумажного
чертежа на электронный подлинник чертежа;
-
утверждённые электронные комплекты КД поставлены на
учёт в ОТД;
-
автоматизирована передача утверждённой ЭСИ из
PLM-системы в ERP-систему;
-
отработана процедура изменения утверждённой
электронной КД.
Данные задачи обусловлены необходимостью ускорения
изготовления и модернизации изделий, снижения себестоимости продукции. Следует
отметить, что в работе в качестве консультантов по внедрению и системного
интегратора участвовала компания ООО “Продуктивные технологические системы”
(ООО “ПТС” г. Москва).
Для разработки электронной структуры изделия (ЭСИ) в PLM-системе и получения из неё в виде отчёта электронных
спецификаций (как единичных, так и групповых) использовалась справочная
информация, содержащая сведения о применяемых материалах, стандартных и
покупных изделиях, используемых в процессе проектирования изделия. Наличие
такой информации в PLM-системе исключает ошибки при разработке КД и сокращает номенклатуру
применяемых материалов.
Для разработки 3D-моделей деталей в среде
САПР Creo
и PLM-системы Windchill используется справочник материалов, который
представляет собой структуру папок, хранящихся на сетевом диске на сервере,
внутри которых размещены файлы в формате “*.mtl”. Данные файлы содержат информацию
о физических параметрах материала.
Кроме того используется второй справочник
материалов, который необходим для разработки в PLM-системе Windchill ЭСИ. Он
представляет собой структуру папок, хранящихся в библиотеке Windchill, внутри которых
размещены так называемые объекты “Bulk Item”,
являющиеся представлениями нетвердотельных компонентов в сборке. “Bulk Item”
представляют собой объекты, которые не требуют наличия твердотельной модели, но
должны быть представлены в спецификации или в PLM-системе Windchill. Например,
к информационным объектам относятся клей, краска и т.п.
Исходной
информацией для наполнения справочников материалов являлись отраслевые
ограничительные перечни. Исторически так сложилось, что во ФГУП “ВНИИА”
информация из ограничительных перечней хранится в базе данных общесистемного
справочника продукции внешней поставки (СПВП), обеспечивающего интеграцию
данных обо всей продукции внешней поставки, используемой на предприятии, в единую
базу данных. Для наполнения справочников материалов были
разработаны специальные утилиты синхронизации справочников материалов с
СПВП.
Утилиты представляют собой самостоятельные
Java-приложения в виде jar-архивов, содержащие необходимые для работы
приложения java-классы. Путём периодических запросов к базе данных СПВП утилиты
передают данные в справочники материалов в формате “*.mtl” и “Bulk Item”.
Использование созданных справочников материалов при
разработке КД позволяет:
1) выпускать электронные документы с использованием
базовой для ВНИИА САПР Creo Parametric в соответствии с ГОСТ ЕСКД;
2) решить проблему нормоконтроля электронных документов в
части использования ограничительных перечней, который в основном должен превратиться
в аттестацию информации, содержащейся в справочной базе данных.
Для проведения согласования и утверждения электронной
КД в PLM-системе Windchill были разработаны шаблоны процесса согласования документов
и процесса проведения изменения утверждённых документов. Инструментарий системы
позволяет создавать достаточно “гибкие” шаблоны рабочих процессов, реализующие
многоэтапные согласования, переназначение заданий и отправления на доработку.
При отработке согласования электронной КД столкнулись
со следующими проблемами:
1) Нужно ли выпускать лист регистрации изменений (ЛР)
для электронного документа? Пришли к выводу, что для электронной КД выпускать
ЛР не требуется, потому что история проведения изменений фиксируется в
PLM-системе и может быть просмотрена в любой момент времени. Тем более, что
выяснилось следующее: реализовать автоматизированное создание ЛРИ для
электронной КД является само по себе нетривиальной задачей, прежде всего из-за
неопределённого количества листов в документе после проведения изменений.
2) Как должна заполняться основная надпись чертежа,
если “живые” подписи разработчиков в нём отсутствуют? Согласно ГОСТ ЕСКД 2.501
[6] взамен подлинных подписей, виз и дат, имеющихся на подлиннике (в том числе
на поле для подшивки и листе регистрации изменений), в восстановленном
подлиннике в круглых скобках должно быть написано: “(Подпись)” и “(Дата)”. В то
же время согласно ГОСТ ЕСКД 2.316 [7] в перечне допускаемых сокращений слов,
применяемых в графических документах, у слова “Подпись”, применяемого в
основной надписи, присутствует сокращение “подп.”
Поэтому, после консультаций со службой нормоконтроля
было предложено паллиативное решение: в основной надписи электронного документа
взамен электронной подписи писать в круглых скобках “(подп.)”, в графе “Дата” писать
дату подписания должностным лицом.
Для выполнения этого решения были созданы и настроены
шаблоны электронной КД следующим образом: в реквизитной части электронной спецификации,
бланка извещения об изменении (ИИ) и чертежах, разработанных в САПР Creo
Parametric, и их атрибутах в PLM-системе фиксируется фамилия согласующего лица
и дата согласования, а взамен подлинной рукописной подписи указывается в
круглых скобках “подп.”. Исходной информацией для заполнения реквизитной части
перечисленных документов является история из процесса согласования и утверждения
или проведения извещения об изменении. На рисунке 1 приведён пример отображения
в основной надписи подписей согласующих лиц.
рис. 1 Пример отображения подписей согласующих лиц в
основной надписи документа
После создания
перечисленных шаблонов было выполнено согласование, утверждение и изменение
электронной КД в PLM-системе Windchill. Для удобства восприятия согласующими
лицами в форматку электронного чертежа, разработанного в САПР Creo Parametric,
добавлена приведённая информационная таблица, расположенная над основной
надписью чертежа. Информационная таблица предназначена для автоматического
отображения информации о связанных с документом файлах.
рис. 2 Основная надпись утверждённого электронного
чертежа
На рисунке 2 приведена автоматически заполненная
основная надпись утверждённого электронного чертежа.
Для замены
подлинника чертежа, выполненного в бумажной форме, хранящегося в ОТД, на
электронный подлинник разрабатывают в соответствии с ГОСТ 2.503 (пункт 6.3)
извещение об изменении, оформленное в виде комплекта, состоящего из двух
извещений (в бумажной форме и электронного) [8].
Первое
извещение об изменении в бумажной форме необходимо для аннулирования подлинника
в бумажной форме и ввода в состав комплекта КД электронных 3D-моделей и
чертежей.
Второе
извещение об изменении в электронной форме необходимо для приведения версий
файлов электронной КД, расположенных в PLM-системе, в соответствие номеру
изменения. Пример оформленного извещения об изменении в бумажной форме (№Т.2475
1/2-2014) приведён на рисунке 3. Пример плана реализации электронного извещения
об изменении (№Т.2475 2/2-2014) в PLM-системе Windchill приведён на рисунке 4.
рис. 3 Пример
оформленного извещения об изменении в бумажной форме
рис. 4 Пример плана реализации электронного извещения
об изменении в PLM-системе Windchill
В ОТД проанализировали возможность постановки на учёт
электронной КД на корпусные детали и пришли к выводу, что при проведении
входного контроля отпадает функция необходимости проверки установленных электронных
подписей, т.к. процедура электронного согласования документа в системе
настроена так, что система не позволит документам без определённого набора подписей
попасть в ОТД. Кроме того, было отмечено, что проверку комплектности КД можно
автоматизировать посредством написания дополнительной программы, которая должна
сравнивать обозначения присланных документов с электронной структурой изделия и
выдавать список расхождений. Поэтому был разработан программный модуль для
PLM-системы Windchill, обеспечивающий автоматизацию проверки комплектности
электронной КД. Фрагмент результата работы модуля приведён на рисунках 5 и 6.
рис. 5 Фрагмент списка отсутствующих документов рис. 6 Фрагмент списка присутствующих
документов
в электронном комплекте КД в электронном комплекте КД
С использованием этого программного модуля в ОТД было
поставлено на учёт несколько электронных комплектов КД. После
выполнения процедуры постановки на учёт информация об учтённых электронных
комплектах КД была автоматизированным способом с помощью разработанной утилиты
передана из базы данных PLM-системы Windchill в общесистемный справочник
ERP-системы, что исключило процедуру повторного ручного ввода информации в базу
данных.
При отработке
процесса изменения утверждённой электронной КД возникла необходимость
корректной регистрации изменений в электронных документах.
После
консультаций со службой нормоконтроля было предложено вносить изменение в
электронный документ посредством замены файла документа с использованием
электронного ИИ. При этом таблица изменений документа должна заполняться автоматизированным
способом на каждом листе электронного документа.
рис. 7 Пример
заполнения таблицы изменения основной надписи электронного документа
Также было
решено, что ИИ будет формироваться автоматизированным способом в PLM-системе и
сохраняться в формате “PDF”. При изменении графики чертежа ИИ обязательно
должно содержать отдельные файлы (“Имеется”, “Должно быть”), приложенные к
электронному ИИ в PLM-системе.
Кроме того,
возник следующий вопрос: где в электронном ИИ размещать подписи согласующих
лиц, которые в бумажном ИИ располагаются на полях документа?
Было принято
решение - подписи согласующих лиц автоматически размещать на первом листе
электронного ИИ в таблице согласующих, как показано на рисунке 8. Для
выполнения описанных решений соответствующим образом были настроены шаблоны
процессов КД и ИИ.
рис. 8 Пример
заполнения таблицы согласования электронного извещения об изменении
После настройки перечисленных шаблонов было отработано
проведение изменения электронной КД на корпусные детали в PLM-системе Windchill
с использованием электронного ИИ.
В заключение хочется отметить, что использование
процедур согласования электронной КД, замены подлинника бумажного чертежа на
электронный подлинник чертежа, постановки на учёт в ОТД электронного комплекта
утверждённой КД и проведения в нём изменений обеспечивают их соответствие
требованиям нормативных документов.
Проделанная работа также потребовала модернизации методических подходов
по управлению электронной документацией на изделия на этапах разработки и
выпуска КД.
Применение описанных подходов к внедрению
информационной системы управления инженерными данными на предприятии с большим
объёмом технического архива в бумажной форме позволит предприятию выйти на
новый уровень автоматизации производственных процессов, сократить сроки
разработки изделий и повысить качество продукции, собрать воедино всю
информацию об изделии, которой смогут воспользоваться автоматизированные системы
проектирования, технологической подготовки производства, планирования и
управления предприятием на разных этапах жизненного цикла изделия.
1.
Абакумов Е.М., Кожевников Н.О., Ульянин О.В., Агулова Д.М. Информационная
система управления инженерными данными как инструмент принятия решений в организационной
модели предприятия // ITIDS+RRS2014 Уфа, 2014 Издательство: УГАТУ. - с. 140-147.
2.
Ульянин О.В., Кожевников Н.О., Абакумов Е.М. Организация
корпоративной интегрированной информационной среды проектирования, технологической
подготовки и производства изделий. Сборник материалов шестой международной
конференции “Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2012)” в 2
томах. – М.: ИПУ РАН, 2012, 2 т. – с. 343-346.
3.
Ульянин О.В., Кожевников Н.О., Абакумов Е.М. Вопросы практической
реализации электронного архива технической документации в системах автоматизированного
сквозного проектирования изделий. Управление развитием крупномасштабных систем
(MLSD'2013): Сборник материалов седьмой международной конференции «Управление
развитием крупномасштабных систем (MLSD’2013)» в 2 томах, М.: ИПУ РАН, 2013, 2
т. , с.377-379.
4.
Тихонов В.И. Задачи архивного хранения электронных документов : из
опыта ЦАДЭНМ // Отечественные архивы. - 2010. - № 3, с. 51-60.
5.
Гунин Л.Н., Кашенков А.В., Хранилов В.П. Внедрение электронного
технического документооборота с использованием PDM-системы на предприятии
радиоприборостроения. Автоматизация в промышленности, 2011. - №10, с. 23-26.
6.
ГОСТ 2.316-2008 Единая система конструкторской документации.
Правила нанесения надписей, технических требований и таблиц на графических документах.
Общие положения.
7.
ГОСТ 2.501-2013 Единая система конструкторской документации.
Правила учёта и хранения.
8.
ГОСТ 2.503-2013 Единая система конструкторской документации.
Правила внесения изменений.