Проблемы внедрения современных средств автоматизации в проектировании РЭС на предприятии

Е.П. Зимина,

инженер-конструктор 3 кат.,
А.Г. Химич,

заместитель главного инженера
А.М. Петраков,

к.т.н. доцент,
ФГУП «ЦНИРТИ им. Ак. А.И. Берга», himich@cnirti.ru, г. Москва

Современную организацию процессов разработки, производства, эксплуатации изделий путем информационной поддержки процессов жизненного цикла и безбумажного электронного обмена данными представляет собой CALS-технологии.

Основные прикладные средства поддержки CALS-технологий включает в себя программные решения для: PDM, ERP, CAD/CAM/CAE, TDM.

CALS (Continuous Acqusition Life Cycle Support) – информационная поддержка жизненного цикла изделия (ИПИ);

PDM (Product Data Management) – управление данными об изделии;

ERP (Enterprise Resource Planning) – управление ресурсами предприятия;

CAD (Computer Aided Design)/ CAM (computer Aided Manufacturing)/ CAE (Computer Aided Engineering) – комплекс программных средств компьютерного проектирования, технологической подготовки производства и инженерных расчетов;

TDM (Technical Data Management) – ведение электронного архива технической документации.

В соответствии с [ISO/IEC 2382-24:1995] системы класса ERP должны выполнять следующие функции:

· 1 управление финансовыми ресурсами (Financial Management);

· 2 управление персоналом (Human Resources);

· 3 ведение портфеля заказов (Customer Orders);

· управления складами (Warehouse Management);

· управления закупками (Purchasing);

· управления продажами (Sales);

· управления сервисным обслуживанием (Service);

· прогнозирования объема реализации и продаж (Forecasting);

· объемного планирования (Master Production Scheduling);

· расчета потребностей в материалах (Materials Requirement Planning);

· оперативно-производственного планирования (Finite Scheduling);

· оперативного управления производством (Production Activity Control);

· управление техническим обслуживанием оборудования (Equipment Maintenance);

· расчета себестоимости продукции и затрат (Cost Accounting).

На сегодняшний день представленные на рынке системы класса ERP и PDM настолько развиты по своим возможностям, что включают в себя модули, пересекающиеся между собой по функционалу. Такие модули как документооборот, управление проектами и т.д. в зависимости от системы. Поэтому при внедрении подобных систем необходимо провести тщательный анализ и выяснить какой модуль, из внедряемых систем, лучше использовать на предприятии.

Подобные задачи должно решать подразделение, которое отвечает за стратегическое развитие информационных технологий (IT-технологий) на предприятии, последовательно создавая общую Интегрированную Информационную Систему предприятия для поддержки ЖЦ изделия.

Современные радиоэлектронные системы (РЭС) состоят из широкого спектра разрабатываемых устройств как по типу применяемого сигнала: аналоговый, цифровой, СВЧ, так и по функциональному назначению: антенны, антенно-фидерные устройства, приемные и передающие устройства. Для реализации таких систем требуется различные специализированные системы автоматизированного проектирования (САПР).

В настоящее время существует большое разнообразие САПР и систем электронного документооборота, необходимых для реализации процесса создания комплекта КД на радиоэлектронную систему. По видам проектируемой аппаратуры их можно разделить на следующие типы: проектирование механических конструкций, проектирование модулей СВЧ и микросборок, проектирование двухсторонних и многослойных печатных плат. Все эти САПР обладают большим разнообразием различных свойств: применяемое программное обеспечение, собственный формат файлов, различная возможность импорта и экспорта файлов из одной системы в другую и т.п. На данный момент имеется возможность разрабатывать полный комплект КД на РЭС с помощью определенного числа САПР полностью в электронном виде. Однако учет, хранение, поиск, размножение КД и передача ее заводам-изготовителям по безбумажной технологии становится практически не решаемой без создания соответствующей системы электронного документооборота.

Дальнейшее развитие процесса создания КД на радиоэлектронные системы на современном уровне в короткие сроки становится нереализуемым без создания сквозного проектирования.

Поэтому возникает необходимость создания и внедрения сквозного проектирования, содержащего ограниченное число САПР, для реализации процесса разработки КД от выдачи ТЗ до получения полного комплекта КД на изделие, ее документооборота полностью в электронном виде, т.е. по безбумажной технологии, с привязкой в перспективе c системами CAE на серийных заводах и системами ERP на предприятиях.

Для создания и внедрения сквозного проектирования на предприятии необходимо провести комплекс организационных мероприятий, которые обеспечат внедрение системы электронного документооборота на предприятии такие как:

1. оснастить предприятие средствами, обеспечивающими преобразование результатов работы, полученных традиционными методами, в стандартизованный электронный вид (например – готовая бумажная спецификация должна быть преобразована в файл соответствующего формата, чертежи – отсканированы и преобразованы в электронный вид).

2. приобретение, освоение и внедрение лицензионного программного обеспечения;

3. разработка, введение в действие и использование методологического обеспечения;

4. разработка, освоение и введение в эксплуатацию структуры локально-вычислительной сети предприятия;

Для поддержки и работы с отсканированными документами в электронном виде, предлагаемые в настоящее время программные продукты в области автоматизации технического документооборота и архива проектно-конструкторской и технологической документации имеют ряд недостатков. Эти недостатки следующего характера:

1. Низкая надежность хранения и защиты данных от несанкционированного доступа.

2. Плохая масштабируемость.

3. Неполнота набора включенных средств, оставляющих неавтоматизированные участки.

4. Поддержка только одного или нескольких САПР, отсутствие интеграции с офисным программным обеспечением, сложность подключения новых модулей.

5. Жесткая привязка к сетевому программному обеспечению (ПО) и системам управления базами данных (СУБД) только какого-либо одного производителя.

6. Слабые возможности по маршрутизации работ, документов и контролю исполнения.

Желание в большей степени устранить указанные выше недостатки привели к выбору системы Search. Search решает следующие задачи:

1. управления данными об изделиях (PDM – Product Data Management);

2. управления жизненным циклом изделия (PLM – Product Lifecycle Management);

3. ведения электронного архива технической документации (TDM – Technical Data Management);

4. управления документооборотом предприятия (Workflow);

5. управления проектами (Project Management).

Важнейшей особенностью системы является то, что параллельно с архивом документов в Search ведется архив изделий выпускаемый на предприятии, включая информацию о составе и применяемости этих изделий.

Модуль маршрутизации документов, входящий в систему, позволяет организовать коллективную работу над проектами, формировать задания и контроль их исполнения, автоматизировать процедуру согласования и утверждения документов.

Система Search обеспечивает решение следующих задач:

· хранение документов различных типов;

· управление доступом к документам;

· быстрый поиск документов и документов-прототипов;

· согласование-утверждение документов;

· проведение изменений документов и управление версиями документов;

· поддержка групповой работы над проектом;

· получение различных отчетов.

На основании информации, получаемой из занесенных в архив конструкторских документов, система Search ведет базу данных изделий, выпускаемых и используемых на предприятии, а также взаимосвязей между этими изделиями.

Search позволяет хранить в архиве любые типы документов – чертежи, спецификации, текстовые документы и т.д. Для каждого типа документов можно назначить программы просмотра и редактирования документов данного типа. Поддерживаются документы, состоящие из нескольких файлов, а также документы, включающие в себя ссылки на другие документы.

В состав системы входит специальный модуль, обеспечивающий просмотр и редактирование конструкторских спецификаций, разработанных при помощи системы AVS.

Не менее важными для организации эффективной работы с документами являются возможности моделирования процессов реально сложившегося на предприятии документооборота, предоставляемые электронным архивом Search, а именно:

· моделирование и автоматизация процедур согласования и утверждения документов с получением документами электронных подписей должностных лиц, участвующих в согласовании;

· маршрутизация документов в соответствии с действующими на предприятии маршрутами прохождения документов и контроль за прохождением маршрутов;

· определение правил изменения документов, а именно - необходимости согласования и утверждения произведенных изменений;

· поддержка коллективной работы над проектом - выдача заданий и контроль их исполнения, пересылка документов и рабочих запросов между членами рабочей группы и т.д.

Для реализации этих возможностей в Search используются такие понятия, как "электронная подпись", "карточка подписей документа", "должности пользователей", "статус архива", "задание "и др.

Система Search имеет возможность осуществлять двухстороннюю синхронизированную связь между параметрами моделей SolidWorks и карточками документов и изделий в архиве Search.

В настоящий момент для более эффективной совместной работы над проектами разработчиков, конструкторов, технологов под управлением системы ведения архива Search необходимо применение системы SolidWorks, P-CAD, AVS.

SolidWorks – система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения. SolidWorks является ядром интегрированного комплекса автоматизации предприятия, с помощью которого осуществляется поддержка жизненного цикла изделия в соответствии с концепцией CALS-технологий. Интуитивно понятный интерфейс, обеспечение двунаправленного обмена данными с другими Windows-приложениями, русификация и поддержка ЕСКД.

Система решает следующие задачи: гибридное параметрическое моделирование, проектирование деталей, сборок и изделий с учетом специфики изготовления (листовой материал, пресс-формы и штампы, сварные конструкции), экспресс-анализ (массово-инерционные характеристики, анализ прочности и кинематики), оформление чертежей по ЕСКД. В базовую поставку SolidWorks включены: библиотека проектирования (стандартные отверстия, детали и узлы), интерфейс прикладного программирования, полный набор трансляторов обмена данными с другими системами (IGES, VDAFS, STEP, Parasolid, ACIS, STL, VRML, DXF, DWG, Pro/E, CADKEY, Unigraphics, Solid Edge, Inventor, AutoCAD, MDT, PDF, IDF - данные из P-CAD, Orcad, Protel и т.п.).

P-CAD выполняет полный цикл проектирования печатных плат (ПП), включающий в себя графический ввод схемы, «упаковку» (перенос) схемы на ПП, ручное размещение компонентов, ручную, интерактивную или автоматическую трассировку проводников, контроль ошибок в схеме и ПП и выпуск конструкторской и технологической документации. Применение сопутствующих программ позволяет выполнять моделирование схем и анализ паразитных эффектов, присущих реальным ПП, до их изготовления, что обеспечивает преимущества P-CAD по сравнению с другими САПР.

AVS – это комплекс программных и информационных средств, обеспечивающих процесс проектирования и вывода: конструкторских документаций (СП) различного вида, единичных и групповых; перечней элементов; ведомостей спецификаций, ведомостей покупных изделий и др. КД. AVS – работает с информационной базой данных IMBASE. AVS обеспечивает автоматизированный ввод данных, их сортировку, оформление и вывод согласно требованиям стандартов.

Сочетание системы архива технической документации Search и системы проектирования SolidWorks позволит отказаться от систем ACAD для проектирования.

Под пакет Search была разработана схема расположения локальной сети системы ведения архива технической документации.

ПК – подразделение конструкторов

ПТ – подразделение технологов

ПС – подразделение схемотехников

ОТД – отдел технической документации

НК - нормоконтроль

СА – системный администратор

р.м. – рабочее место

В соответствии со схемой была определена конфигурация и перечень технических средств для ввода в эксплуатацию системы ведения архива технической документации, такие как:

1. Сервер (MS SQL Supermicro Xeon 3 GHz 2 Гб оперативной памяти)

2. ЛВС (передача данных со скоростью не менее 100 Мб/с)

3. ПЭВМ (с процессором Intel Pentium4, оперативная память не менее 1024 мБ)

Также разрабатывается комплекс нормативной документации, регламентирующей порядок ввода и изменения информации об изделии в PDM-систему на основе международных, государственных и отраслевых стандартов необходимых для организационного обеспечения внедрения PDM-системы.

В результате реализации сквозного проектирования по предварительным расчетом собираемся получить следующие результаты: сокращение сроков разработки КД при проектировании РЭС; существенное уменьшение числа ошибок в КД; сокращение сроков передачи документации на заводы-изготовители; сокращение затрат на поиск, учет, хранение, размножение и корректировку КД.