Реализация справочников
стандартных, унифицированных и электро-радио
изделий
в среде PLM-системы Enovia SmarTeam
И.П. Скирневский,
учебн. мастер, igorskir@yandex.ru,
Э.С. Аметова,
программ., evelinaametova@gmail.com,
С.Г. Цапко,
доцент, к.т.н., serg@aics.ru,
ТПУ, г. Томск
А.В. Юткин
инж.-программ., Rampa56@mail.com,
ОАО «ИСС», г. Железногорск
Один из основных вопросов организации единого
информационного пространства – это организация централизованного хранилища всех
характеристик изделия, независимо от того, в какой информационной системе они
получены, на базе PLM-системы. При этом все данные об изделии, хранящиеся в
PLM-системе, должны иметь однозначное и непротиворечивое представление; также
требуется обеспечить целостность информации и исключить дублирование данных.
Одним из подходов решения данной задачи является организация базы
нормативно-справочной информации. В докладе представлены методы организации и
программная реализация базы нормативно-справочной информации, а именно
справочников стандартных, унифицированных и электро-радио
изделий в среде PLM-системы Enovia SmarTeam.
One
of the main issues of the uniform information environment organization is an organization
of a centralized repository of all product characteristics, no matter from which
information system they are obtained, on the PLM-system basis. Moreover, all
the product data stored in PLM-system should have one univocal and consistent
representation, and should be provided with the integrity of information and
data duplication to be eliminated. One approach to solving this problem is the
organization of reference information database. This report presents an
approach and software implementation of reference information database, namely
reference of standard, unified and electro-radio products in the
PLM-environment system Enovia SmarTeam.
Введение
Одним из основных вопросов организации единого
информационного пространства (ЕИП) – формирование централизованного хранилища
на базе PLM-системы (от англ. Product Lifecycle Management – система
управления жизненного цикла изделия). При этом все данные об изделии,
хранящиеся в PLM-системе, должны иметь однозначное и непротиворечивое
представление, а также должна быть обеспечена целостность информации и исключено
дублирование данных. При реализации такого подхода к построению ЕИП связующим
звеном между данными различных информационных систем выступает хранилище
нормативно-справочной информации (НСИ).
Создание ЕИП - один из способов повышения
эффективности деятельности современного наукоемкого предприятия. При этом
процесс создания ЕИП зависит от специфики конкретного предприятия.
Задача создания ЕИП приобретает особенную
актуальность и комплексность в задачах автоматизации и информатизации процессов
проектирования наукоемких и уникальных промышленных изделий. К изделиям такого
класса относится бортовая радиоэлектронная аппаратура (РЭА) космического
аппарата. В докладе рассматривается опыт внедрения PLM-системы SmarTeam в рамках
приборостроительного направления «ОАО «Информационные спутниковые системы» им.
академика М.Ф. Решетнёва», г. Железногорск.
Можно выделить следующие особенности организации
процессов проектирования бортовой РЭА:
-
длительный жизненный цикл изделия и, следовательно, высокие требования
по обеспечению надежности и безотказности изделия;
-
повышенная сложность процессов жизненного цикла, включающая в себя работу
смежных организаций;
-
большое количество участников проектирования;
-
итеративность процессов жизненного цикла;
-
большой объем инженерной информации, создаваемой на каждом этапе жизненного
цикла;
-
высокий уровень применения различных систем автоматизации: несколько используемых
САПР для проектирования, средства анализа и т.д.
Учитывая выше перечисленные особенности, применение
современных информационных технологий для автоматизации процессов проектирования
бортовой РЭА является актуальным. В настоящее время актуальным решением
являются CALS-технологии.
Формирование
требований к хранилищу НСИ на базе PLM-системы SmarTeam
CALS-технологии направлены на автоматизацию и
информатизацию всех этапов ЖЦ. ЖЦ является ключевым понятием CALS-технологий.
Процессы проектирования, изготовления, испытаний и эксплуатации формируют ЖЦ
РЭА. Длительность ЖЦ РЭА может достигать несколько десятков лет. Однако самый
сложный и итеративный этап – это проектирование, поэтому применение
CALS-технологий именно на этом этапе является особенно актуальным.
Реализация CALS-технологий с использованием
хранилища НСИ обеспечивает накопление и повторное использование данных при
проектировании.
Составной частью CALS-технологий на современных
предприятиях является процесс внедрения PLM-систем. На
предприятии «ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнёва»
внедрена и успешно используется PLM-система Enovia SmarTeam, но она используется в качестве системы
электронного документооборота и не адаптирована к процессам проектирования
бортовой РЭА. Таким образом, возникает необходимость в адаптации
PLM-системы SmarTeam к процессам проектирования
бортовой РЭА с учетом интеграции с САПР, а также организации хранилища НСИ. При
этом электронное хранилище выступает в качестве связующего звена между данными,
полученными из различных САПР.
На основании вышеизложенного,
был сформулирован ряд требований к хранилищу НСИ на базе PLM-системы SmarTeam:
-
хранилище должно охватывать всех участников процесса проектирования;
-
должна быть обеспечена связь перекрестными ссылками данных, используемых
при проектировании в САПР;
-
должна быть обеспечена связь перекрестными ссылками конструкторской документации
и данных САПР, на основе которых она получена;
-
PLM-система SmarTeam должна выступать в
качестве централизованной системы поддержки доступа пользователей к НСИ.
На основе анализа процессов проектирования бортовой
РЭА был выявлен перечень справочников, которые должны быть реализованы в SmarTeam:
·
унифицированные детали;
·
унифицированные сборочные единицы;
·
стандартные изделия;
·
прочие изделия;
·
материалы и сортаменты.
Организация НСИ
как составная часть внедрения PLM-системы
Справочники не являются обособленной частью
PLM-решения, а тесно связаны с другими его составными частями. Следовательно,
при организации НСИ были учтены интеграции с EDA-системой (от англ. Electronic Design Automation – система автоматизации проектирования радиоэлектронных
средств) Altium Designer и
CAD-системой (от англ. Computer-Aided Design – система автоматизированного проектирования) SolidWorks.
Поэтому задача реализации справочников – составная задача комплексной
разработки ЕИП (рис.1), в том числе проектирования модели данных, разработки
алгоритмов работы пользователей с PLM-решением и САПР, а так же использования
API для расширения базового функционала которое предоставляет PLM-система SmarTeam.
рис.1. Организация
хранилища НСИ на базе PLM-системы Enovia SmarTeam с учетом интеграций с САПР
SmarTeam предоставляет мощные
средства адаптации системы к специфике предприятия, при этом реализуя основные
идеи CALS-технологий. При подготовке SmarTeam для проектирования
хранилища НСИ, были предложены подходы и программные компоненты, позволяющие
осуществить настройку данной PLM-системы.
Основой PLM-системы SmarTeam
является объектно-ориентированная модель данных. В основу модели данных входят
классы, вложенные друг в друга. При этом связь между классами определяется их
иерархией. Между объектами родительского и дочернего класса формируется
иерархическая связь, а между объектами двух смежных классов –
ассоциативная. Для формирования хранилища НСИ были добавлены дополнительные
классы и атрибуты.
Функционирование классов обеспечивается их
механизмами. При организации хранилища НСИ понадобилось добавления ряда
дополнительных механизмов, а также внесение изменений в интерфейсные формы PLM-системы.
Так как справочные данные могут изменяться в
соответствии с появлением новых требований, то потребовалось учесть это при
настройке ролевой политики, где разрешение на изменение объектов хранилища НСИ
предоставляется только администраторам системы.
Была проведена настройка механизмов стандартной
интеграции, в рамках которой реализуются справочники стандартных и
унифицированных изделий.
Для реализации программных компонентов, был
проведен анализ существующих методов их разработки.
Существует два основных подхода для реализации:
1. Разработка программных компонентов
стандартными средствами PLM-системы Enovia SmarTeam:
PLM-система Enovia SmarTeam предоставляет встроенную среду разработки SmartScript Editor на языке
программирования Visual Basic
Script.
2. Разработка программных компонентов
посредством COM-технологии:
При разработке программных компонентов посредством
COM-технологии используется удаленный вызов процедур.
Каждый подход имеет свои достоинства и недостатки.
Так как использование COM-технологии для реализации поставленной задачи имеет
больше преимуществ, то авторами был выбран подход разработки компонентов
посредством COM-технологии в среде разработки Microsoft
Visual Studio на языке
программирования C#.
Справочники унифицированных сборочных единиц и
деталей сформированы на основании стандартной интеграции CAD-системы SolidWorks с PLM-системой Enovia SmarTeam. Создание справочника унифицированных сборочных
единиц и деталей представляет из себя алгоритм, включающий
следующую последовательность действий (рис. 2):
·
в проекте «Справочник» создается элемент;
·
на следующем шаге формируется связь между исходным изделием и элементом
справочника;
·
если унифицированное изделие отличается от изделия, на базе которого
проходит унификация, создаётся новая версия справочного элемента и вносятся
корректировки;
·
далее создаются связи типа specification link между элементом справочника и документом, который содержит 3D-модель изделия.
рис.2. Алгоритм построения
справочника унифицированных сборочных единиц и деталей
Справочник стандартных изделий сформирован на
основании стандартной интеграции CAD-системы SolidWorks
с PLM-системой Enovia SmarTeam.
Хранение стандартных изделий в PLM-системе SmarTeam
требуется с интеграцией с существующим модулем SolidWorks
ToolBox для сохранения связей и корректного формирования
конструкторской документации. Также следует отметить, что при заполнении
справочника стандартных изделий в PLM-систему SmarTeam
автоматически загружаются все конфигурации стандартного изделия (рис.3).
рис.3. Справочник стандартных
изделий на основе стандартной интеграции PLM-системы Enovia
SmarTeam и CAD-системы SolidWorks
Составной частью реализации ЕИП в рамках
проектирования бортовой РЭА стала интеграция EDA-системы Altium
Designer и PLM-системы SmarTeam.
В рамках данной интеграции был разработан программный модуль реализации
справочников ЭРИ.
Модуль формирования справочника ЭРИ в PLM-системе Enovia SmarTeam представляет из себя COM-компонент. Разработанные модули при
первичной загрузке данных EDA-системы Altium Designer обеспечивают автоматическое заполнение справочника
ЭРИ в PLM-системе SmarTeam и создание связей между
справочными и добавляемыми данными. При повторной загрузке данных, программно
обновляются связи между загружаемыми данными и элементами справочника. Структура
модуля показана на рис. 4.
рис.4. Реализация
справочника ЭРИ в PLM-системе Enovia SmarTeam на основании разработанной интеграции с
EDA-системой Altium Designer
Заключение
Существование современного предприятия в условиях
постоянного повышения требований к конкурентоспособности отечественной
продукции, сокращению сроков ее вывода на внешние рынки невозможно без
использования CALS-технологий, что подразумевает соответствие
процессов предприятия международным CALS-стандартам.
Так как на данный момент отсутствуют готовые
алгоритмы или программные решения, реализующие хранение НСИ в среде PLM-системы
Enovia SmarTeam, то описанный
в настоящем докладе подход и разработанный программный модуль могут быть
успешно внедрены на предприятиях отечественной ракетно-космической промышленности.
Предложенный подход к реализации преемственности
при разработке бортовой РЭА, то есть повторное использование ранее
спроектированных и испытанных конструкторских решений, обуславливает повышение
эффективности процессов проектирования в долгосрочной перспективе. Разработанный
подход и программный модуль могут применяться при автоматизации процессов
проектирования бортовой РЭА с применением PLM-системы Enovia
SmarTeam. В настоящее время программный модуль
протестирован в приборостроительном отделении ОАО «ИСС» и может внедряться в других
предприятиях совместно с другими модулями интеграции.
Литература
1. Каленкович Н. И., Радиоэлектронная
аппаратура и основы её конструкторского проектирования, 7., Издательство:
БГУИР, Год: 2008, Страниц: 199.
2.
Проектирование радиоэлектронной аппаратуры в SolidWorks. Долгополов А. №9
3.
Норенков, И.П., Кузьмин П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий.
CALS-технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 320 с.
4.
Комисаренко А.Л., Саломатина А.А. ИПИ-технологии в приборостроении/ Приложение
II. Методические рекомендации по выполнению СРС. Под ред. к.т.н., доцента Е.И. Яблочникова - СПб: ГУИТМО, 2008.
5.
Головицына М. В. Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств
– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 - 431 с.: ил.
6.
Алексеев В.П., Коблов Н.Н., Хрулев Г.М. Современные
технологии автоматизации проектирования РЭА специального назначения. Томск: ИОА
СО РАН, 2003. – 134 с.
7. ОАО «ИСС» имени академика
М.Ф. Решетнёва» использует PLM решения Dassault Systemes для разработки
космических аппаратов. [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://www.npopm.ru/?cid=mass_media&nid=870.