Управление инженерными данными на приборостроительном предприятии

Н.Н. Коблов,
 нач. лаб., к.т.н.,
ОАО «НПЦ «Полюс», г. Томск

Рассмотрены вопросы построения единого информационного пространства с помощью собственной автоматизированной системы управления инженерными данными и производством. Разработана и реализована оригинальная концепция документооборота при разработке конструкторской документации, ее согласовании, сдаче в архив и проведении изменений. Особое внимание уделено автоматическому построению электронного состава изделия.

 

The problems of creating a single information space through its own automated system engineering data management and production. Developed and implemented the original concept of workflow in the development of design documentation, its coordination, and delivery to the archive of the changes. Particular attention is given to the automatic construction of the electronic structure of the product.

 

Развитие компьютерной техники, специализированного программного обеспечения, средства разработки собственных программных продуктов, накопленный опыт – все это заложило основу для построения на приборостроительном предприятии (ОАО «НПЦ «Полюс») сквозной комплексной САПР [1] и разработки собственной PDM-системы для автоматизированного управления инженерными данными и производством (АСУ ИДиП) [2].

В соответствии с концепцией информатизации Роскосмоса [3], политикой предприятия в области качества с целью построения единого информационного пространства (ЕИП) для разработки, согласования, хранения, внесения изменений, обращения электронной технической документации и ведения состава изделия в электронном виде в НПЦ «Полюс» разработана и внедрена автоматизированная система управления инженерными данными и производством (АСУ ИДиП) на всех этапах жизненного цикла изделия (на конец 2012 г. в объеме первой и второй очереди – управление конструкторской документацией и архивом, управление электронным составом изделия). В АСУ ИДиП реализованы следующие функции: интеграция с внешними системами, хранение, классификация,  управление изменениями документов, документооборот и управление деловыми процессами, поиск документов по атрибутам и по содержанию, проверка орфографии, управление электронно-цифровой подписью, защита документов и обеспечение безопасности, импорт существующего задела электронной документации.

Первичными данными в АСУ ИДиП являются технические документы, разрабатываемые специалистами предприятия и оформляемые в электронном виде. Все разрабатываемые электронные технические документы (ЭТД) помещаются в общую базу данных об изделии (ОБДИ) для оперативного доступа (по назначенным правам) сотрудников всех подразделений предприятия (рис. 1).

 

Рисунки-01

рис. 1 Структурная схема функционирования АСУ ИДиП

В формируемой АСУ ИДиП базе данных сосредоточена вся информация о разработанных изделиях и выпущенных ЭТД: их обозначения и наименования, дата выпуска, все сделанные в процессе жизненного цикла изменения ЭТД, электронно-цифровые подписи, файлы содержательной части  (оригиналы, подлинники, трехмерные модели, черновики, результат сравнения с предыдущим изменением), учтенные для изменений альбомы конструкторской документации, дерево входимостей документов.

Процесс разработки и согласования документов на предприятии остается без изменений, при этом бумажный документооборот заменяется на аналогичный электронный, что, в свою очередь, существенно ускоряет внедрение АСУ ИДиП.

В АСУ ИДиП подлинником ЭТД является файл в платформонезависимом нередактируемом многолистовом растровом формате TIF. Электронный подлинник формируется автором ЭТД с помощью специальной методики и соответствующего программного обеспечения. На момент изготовления файла-подлинника и момент внесения последнего изменения в файл-оригинал накладывается следующее условие: tор < tподл, где tор – момент (дата и время) внесения последнего изменения в файл-оригинал; tподл – момент (дата и время) изготовления файла-подлинника с файла-оригинала. Вышеприведенные свойства электронного подлинника совместно с данным условием в достаточной степени гарантируют соответствие файла-оригинала и файла-подлинника.

В АСУ ИДиП организована совместная работа всех подразделений с ЭТД, а также его параллельное согласование в электронной форме путем применения электронно-цифровой подписи. Для уведомления о поступлении входящих документов каждый день автоматически осуществляется рассылка текстовых сообщений на компьютеры пользователей и их сотовые телефоны (по желанию).

При согласовании ЭТД АСУ ИДиП автоматически формирует черновик версии ЭТД – электронный документ, являющийся аутентичной копией подлинника, предназначенный для хранения аннотаций, формируемых подписывающими лицами при согласовании документа. В черновик подписывающие лица вносят замечания в виде цветных графических объектов (рис. 2). После просмотра ЭТД подписывающим лицом в поле «Дата подписания» проставляется дата и время просмотра, а в случае подписания – дата и время подписания.

рис. 2 Черновик ЭТД

Подразделения предприятия в рамках единого информационного пространства автоматически получают через АСУ ИДиП учтенные для изменения электронные альбомы конструкторской документации (КД) с автоматически построенным деревом  входимостей документов (рис. 3), включающие вновь разработанные и примененные документы.

В диалоговом окне сверху указываются атрибуты альбома КД: заказ, подразделение, обозначение и наименование изделия. В левой части представлено дерево входимостей документов, начиная с головной спецификации альбома, а в правой – полный список комплекта чертежей изделия, входящих в альбом.

Одним цветом выделены имеющиеся в ОБДИ документы, а другим – отсутствующие. С помощью кнопки «Подлинник в одном окне» открывается подлинник документа. Через контекстное меню на форме подлинника документа осуществляется печать документа на бумажный носитель.

Список документов, входящих в изделие, отсортирован по обозначению, что позволяет распечатать и скомплектовать комплект чертежей изделия в виде бумажного альбома КД.

В графе «Перв. примен.» указан заказ по первичной применяемости. Если документ впервые применен в данном альбоме, то графа остается незаполненной.

Безымянный

рис. 3 Комплект чертежей изделия по заказу

В момент сдачи очередного альбома КД в архив для каждого ЭТД автоматически формируется дерево применяемости (рис. 4). Общее количество альбомов, в которые входит данный ЭТД, записывается в атрибут «Количество применений», на основании которого формируется список ЭТД, входящих в альбом «Большая применяемость».

рис. 4 Дерево применяемости

Разработчики, конструкторы, технологи и другие специалисты могут оперативно обмениваться информацией по изделию, отслеживать изменения в конструкторских документах, которые становятся им доступны уже на этапе проектирования, что позволяет предварительно их оценить (до начала этапа согласования) и сформировать свои предложения по корректировке. В АСУ ИДиП руководители проектов, начальники лабораторий, начальники отделов в реальном времени отслеживают процесс и сроки разработки документации, оценивают состав проектируемых приборов, номенклатуру и стоимость покупных изделий.

После согласования и утверждения  ЭТД автор сдает его в электронный архив. Сотрудник архива распечатывает с электронного подлинника бумажный дубликат, с которого изготавливаются бумажные копии, рассылаемые в подразделения предприятия.

При проведении изменений в конструкторской документации в АСУ ИДиП автоматически формируется печатная форма извещения об изменении. Так как изменения в документацию проводятся путем замены листов подлинника, возникает вопрос: "Что изменилось?". В примечании к извещению об изменении автор изменения описывает его, но не всегда возможно корректно текстом описать графические поправки. Для графической визуализации проведенных изменений в АСУ ИДиП автоматически сравниваются предыдущий и последующий подлинники документа, в результате чего формируется графический образ, в котором черным цветом показана неизмененная графика, красным цветом – то, что было, а зеленым – то, что стало (рис. 5).

АСУ ИДиП не только управляет КД и архивом, но и решает другую очень важную, характерную для подобных систем задачу, без чего невозможно говорить об эффективном управлении инженерными данными, – формирование и управление электронной структурой изделия (ЭСИ). Система содержит информацию о составе всех изделий, их исполнениях и конфигурациях.

рис. 5 Графическая визуализация проведённых изменений

Безымянный1

рис. 6 Электронный конструкторский состав изделия

Общие требования к ЭСИ устанавливает ГОСТ 2.053-2006 «Электронная структура изделия. Общие положения», согласно которому это  конструкторский документ, выполняемый только в электронной форме и предназначенный для использования в компьютерной среде. Он обобщает, консолидирует технические данные об изделии и предназначен для организации информационного взаимодействия между автоматизированными системами. Иными словами, ЭСИ предоставляет не только информацию о составных частях изделия, но и описывает их структуру, взаимосвязь, иерархию. Важная особенность – наличие нескольких представлений состава изделия для различных предметных областей. Так, в АСУ ИДиП ЭСИ строится на основе имеющихся в базе данных текстовых ЭТД и имеет три таких представления: электронный функциональный состав изделия (ЭФСИ), формируемый по головному перечню элементов с учетом входящих устройств, функциональных групп и переменных данных; электронный конструкторский состав изделия (ЭКСИ), формируемый по всем разделам головной спецификации с учетом входящих сборочных единиц, функциональных групп, переменных данных и раздела «Устанавливать по МЭ» (рис. 6); электронный покупной состав изделия (ЭПСИ), формируемый по головной ведомости покупных изделий с учетом входящих устройств и переменных данных.

В АСУ ИДиП хранится вся история изменений ЭТД (номер изменения, дата сдачи в архив, дата аннулирования), поэтому всегда известно, какое изменение было актуально (находилось в состоянии «Архив») на тот или иной момент времени. Чтобы отследить, как изменялся состав того или иного изделия, пользователь может формировать ЭФСИ,  ЭПСИ и ЭКСИ на разные даты и сравнивать их между собой.

На основе ЭФСИ и ЭПСИ автоматически формируются сводные ведомости на конкретное изделие по прочим изделиям, а на основе структурированных данных ЭКСИ – сводная ведомость по всем разделам спецификации. Эти данные необходимы для подготовки изделия к производству и закупки комплектующих для него. Сводная ведомость по ЭКСИ содержит исходные данные для передачи их в контур управления производством. Кроме того, есть возможность сравнивать между собой полученные сводные ведомости и тем самым выявлять рассогласования в документации разработчика и конструктора.

При проектировании любого изделия или узла разработчик всегда должен руководствоваться требованиями, поставленными перед ним заказчиком, и в итоге выдать продукт, полностью соответствующий техническому заданию. Одним из обязательных критериев при этом всегда выступает цена изделия, а для космической отрасли на первый план выходит и его масса. Но часто на стадии разработки бывает сложно точно оценить значения этих параметров и определить, какие комплектующие лучше использовать, чтобы вписаться в заданные границы. Использование ЭСИ помогает решить эту проблему: зная иерархию, количество, массу и цену отдельных элементов (к примеру, ЭРИ), легко подсчитать массу всей сборки, причем сделать это в реальном времени.

Наличие ЭСИ открывает еще ряд возможностей: автоматическое сравнение списка ЭРИ, примененных в принципиальной  электрической схеме (данные из файла с расширением sch), с соответствующим ей перечнем элементов; автоматическое сравнение списка ЭРИ, полученного на основе сборочного чертежа (данные из файла с расширением pcb), с соответствующей ему спецификацией; поиск и подсчет количества отдельных ЭРИ и материалов, примененных в изделии, с указанием конкретных документов, в которых они задействованы.

Данный подход позволяет обрабатывать уже существующий на предприятии задел документации и не требует от пользователей каких-либо дополнительных усилий на переобучение и на переработку хранимых документов. При этом  все данные вводятся единожды и далее доступны всем сотрудникам.

С внедрением АСУ ИДиП сократилось время на согласование документов, упорядочен доступ к ним, обеспечен их быстрый поиск, что обеспечило уменьшение затрат и, как следствие, повышение прибыли.

Внедрение АСУ ИДиП в НПЦ «Полюс» позволило построить единое информационное пространство, в котором осуществляется разработка, согласование и сдача в архив конструкторской документации, а также перевести работу разработчиков, конструкторов, технологов на качественно новый уровень. Благодаря тому, что проект является собственной разработкой, он постоянно развивается и может быть внедрен на других предприятиях.

Литература

1.  Алексеев В.П., Коблов Н.Н., Хрулев Г.М.  Современные технологии автоматизации проектирования РЭА специального назначения. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2003. 134 с.

2.  Коблов Н.Н.  Разработка и внедрение автоматизированной системы управления инженерными данными // Электронные и электромеханические системы и устройства : тез. докл. XVIII науч.-техн. конф. (Томск, 22–23 апр.  2010 г.) / ОАО НПЦ «Полюс». Томск: ООО «Печатная мануфактура», 2010. С. 228–230.

3.  Концепция информатизации Роскосмоса. URL: http://www.federalspace.ru/main.php?id=13&did=928&print=1 (дата обращения: 15.09.2012).