Применение PDM-системы для хранения и статистического анализа данных испытательных лабораторий

Н.П. Григоренко

нач. отдела ИТ ОНПП "Технология"

,Д.А. Бубало,

нач.сектора разработки и внедрения ПО ОНПП "Технология",

г.Обнинск

М.В. Кобзев,

инженер-программист сектора разработки и внедрения ПО ОНПП "Технология",

г.Обнинск

А.Г. Попов,

нач. испытательной лаборатории ОНПП "Технология",

г.Обнинск

Современные рыночные условия требуют от отечественных производителей соответствия выпускаемой продукции всё более высоким стандартам. Повышение качества продукции в настоящее время невозможно без широкомасштабного внедрения во все этапы производства новых информационных технологий. Эффективная работа предприятия требует наличия такой системы как PDM, объединяющей результаты деятельности всех подразделений и связывающей все существующие на предприятии автоматизированные системы.

Одним из направлений при внедрении PDM на ФГУП “ОНПП” Технология” является разработка комплекса по накоплению и подготовке к статистическому анализу данных результатов физико-механических испытаний изделий из ПКМ. В качестве базовой системы для комплекса была выбрана внедряемая в настоящий момент на предприятии система PDM STEP Suite. Такое решение имеет ряд положительных аспектов:

- хранение результатов испытания образцов готовых изделий в непосредственной связи с конструкторскими и технологическими данными по изделию (упрощение доступа к разносортной информации);

- сокращение числа различных средств разработки и СУБД, используемых на предприятии (экономия за счёт отказа от ряда программных продуктов и необходимости обучения специалистов этим продуктам);

- возможность внедрения подобного комплекса с минимальными доработками и эксплуатационными расходами в других испытательных лабораториях предприятия (экономия на разработке новых программных продуктов).

Более того, для работы с данным комплексом сотрудникам испытательных лабораторий нет необходимости в основательном изучении системы управления данными, что значительно может повлиять на экономию времени при внедрении.

Для повышения эффективности и удобства работы пользователей комплекса был создан ряд программных продуктов, предоставляющих сотрудникам испытательной лаборатории максимальный комфорт при занесении/редактировании результатов испытаний:

1. Редактор шаблонов (предназначен для создания/редактирования шаблонов, по которым проводятся испытания);

2. Регистрация испытаний (служит для ввода данных, расчета необходимых параметров по выбранному шаблону и сохранения результатов испытания);

3. Статистическая подготовка (формирование выборок по критериям, определенным пользователем, и сохранение результирующего набора данных в файл в формате, пригодном для экспорта в любую систему статистического анализа).

Программный комплекс регистрации и подготовки к статистическому анализу результатов разрушающих испытаний изделий из ПКМ предназначен для:

- ввода данных испытаний по заранее созданным шаблонам;

- выдачи протоколов испытаний установленного образца;

- формирования выборок из накопленного объема испытаний для последующего использования в пакетах статистической обработки данных.

Особенностью Программного комплекса является то, что в качестве хранилища данных используется система управления данными об изделии. Т.е комплекс оперирует с объектами PDM: изделиями, папками, справочниками, категориями, характеристиками, бизнес-процессами и т.д. Каждое изделие ассоциировано с его маршрутной картой, представленной в PDM как дерево бизнес-процессов с соответствующими характеристиками и ресурсами. Такой подход позволит хранить результаты испытаний изделий и материалов без отрыва от прочей информации, возникающей во время жизненного цикла изделий (конструкторская и технологическая документация, справочные данные, нормы расходов материалов, комплектующих и полуфабрикатов, используемых при производстве изделия и т.п.).

Комплекс состоит из следующих компонентов:

- редактор шаблона испытаний;

- приложение для регистрации испытаний;

- приложение для формирования выборок.

Основным предназначением Редактора шаблонов является создание и редактирование набора параметров и характеристик, используемых в определенном типе испытания изделия (материала). В дальнейшем, в целях уменьшения доли ручного ввода, созданный набор используется в качестве шаблона, хранящего необходимые параметры испытания, в приложении для регистрации данных и выдачи протокола испытания.

С помощью Редактора шаблонов для любого из вышеприведенных видов контроля можно создавать шаблоны, которые будут хранить только те общие, измеряемые, вычисляемые и контролируемые параметры, которые требуются для проведения данного испытания. В дальнейшем, перед проведением непосредственно испытания образцов данного материала, пользователь будет иметь возможность выбрать тот шаблон испытания, набор параметров которого необходим в данном случае, и приложение регистрации испытаний автоматически предложит к заполнению и расчету только параметры из данного шаблона. Кроме этого, Редактор шаблонов позволяет к любому из созданных шаблонов прикрепить список из нескольких различных печатных форм протоколов испытаний (в формате MS Excel). Перед выдачей протокола пользователь имеет возможность выбрать именно ту печатную форму, которая требуется в конкретном случае.

рис. 1 Окно редактирования Excel-файла шаблона протокола

Основным назначением приложения "Регистрация разрушающих испытаний" является ввод измеряемых и расчет вычисляемых параметров по результатам проведенных испытаний, сохранение этой информации в хранилище данных для последующей статистической обработки, а также формирование печатных форм протоколов испытаний. Приложение для регистрации работает с шаблонами испытаний, предварительно созданными в приложении "Редактор шаблонов испытаний". Таким образом, Приложение для регистрации служит для ввода данных по серийным испытаниям, на которые можно создавать шаблоны испытаний для экономии времени ввода.

рис. 2 Окно ввода параметров испытания

Основным назначением приложения для формирования выборок является отбор информации о накопленных испытаниях по определенным критериям и сохранение этой информации в текстовом файле. Формат данного файла (CSV) позволяет загрузить имеющуюся в нем информацию в любое приложение по статистической обработке, например, Microsoft Excel или ПО Statistica для последующего анализа.

Работа с приложением состоит из 3-х этапов.

На 1-ом этапе пользователь производит отбор испытаний. Возможные критерии отбора включают в себя:

- дату проведения испытания (диапазон дат);

- использованное при испытании оборудование;

- наименование технических условий, на соответствие которым проводились испытания;

- методика, регламентирующая проведение испытания;

- тип испытаний (сжатие, отрыв, изгиб и т.п.);

- описание испытываемого образца (номер партии, наименование материала и т.п.).

На втором этапе приложение предлагает список параметров, которые встречаются в найденных испытаниях, и пользователю необходимо выбрать те параметры, значения которых должны попасть в итоговую выборку.

После этого, программа отобразит конечный результат выборки и, если этот результат удовлетворяет пользователя, то он может сохранить полученные результаты в файл (рис.4).

На рисунке 4 показан фрагмент рабочего листа ПО Statistica с загруженными из данного файла значениями. Дальнейшая работа по анализу полученных данных производится средствами выбранного программного обеспечения (в данном случае – ПО StatSoft Statistica).

рис. 3 Результаты выборки по испытаниям

рис. 4 Результаты выборки, загруженные в ПО "Statistica"

Результаты статистической обработки данных, полученных при помощи описываемого комплекса, позволят специалистам выявлять причины появления брака в выпускаемых изделиях и целенаправленно модернизировать технологические процессы производства с целью повышения качества продукции предприятия.