Комплексное внедрение системы сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER и системы управления жизненным циклом изделия Windchill
Авторы: Дмитрий Абросимов, Вячеслав Столповский
Инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР (SOLVER) продолжает цикл статей по реализованным ею проектам автоматизации проектирования и производства на передовых отечественных машиностроительных предприятиях.
Предпочитаете покупать только станки, а не программы?..
Руководитель любого предприятия заинтересован в скорейшем возврате инвестиций в современные технологии и оборудование. Если речь идет о станках, то даже просто приобретенные, но еще не внедренные, они хотя бы "греют душу" фактом своего существования в цехе. Несколько иная ситуация с информационными технологиями (ИТ). Руководители инвестируют в них с настороженностью - так сложилось в российском машиностроении. Всегда есть сомнения, на самом ли деле финансовые вложения в ИТ приведут к ожидаемому результату, окупятся ли? Поэтому зачастую программное обеспечение приобретается для решения локальных задач конструкторов и технологов (в расчете на быстрое получение результата). При этом не уделяется должное внимание организации коллективной работы разработчиков, процедурам согласования и внесения изменений. Однако, ограничившись приобретением лишь программных инструментов и не решив задачи организации совместной деятельности всех основных служб предприятия, не стоит всерьез рассчитывать как на повышение эффективности подготовки производства, так и на окупаемость инвестиций.
…Тогда мы едем к вам!
Компания СОЛВЕР содействует отечественным машиностроительным предприятиям в повышении эффективности производства на основе внедрения прогрессивного технологического оборудования и программного обеспечения. Опираясь на большой опыт внедрения систем сквозного параллельного проектирования и подготовки производства на базе программных продуктов американской компании РТС (Parametric Technology Company), хотелось сделать акцент на целесообразности комплексного использования САПР Pro/ENGINEER и системы PLM Windchill. Совместное внедрение этих программных продуктов не раз применялось специалистами СОЛВЕР и отлично зарекомендовало себя как в получении ожидаемых предприятием-заказчиком результатов (повышение эффективности подготовки производства), так и в коротких сроках внедрения, а значит, и скорого возврата инвестиций. Продемонстрируем это на примере одного из российских предприятий.
Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро ЭЗАН (г. Черноголовка) является Федеральным государственным унитарным предприятием, входящим в состав Российской академии наук. Предприятие было основано в 1973 г. для обеспечения научно-исследовательских институтов Академии наук и других организаций особо сложным оборудованием и приборами и специализировалось на выпуске высоковакуумных установок, приборов для исследования структуры и химического анализа материалов, а также средств автоматизации и обработки данных. Сегодня ЭЗАН является одним из ведущих российских разработчиков и изготовителей современных аппаратных и программных средств для автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами в энергетике, промышленности и транспорте.
При участии компании СОЛВЕР на предприятии были выполнены проекты внедрения САПР Pro/ENGINEER и системы PLM Windchill, длившиеся в целом около года. По общему со специалистами и руководителями предприятия мнению, основные цели, поставленные перед проектами, были достигнуты. Так, в частности, была решена задача организации совместной работы конструкторов, технологов и нормоконтролеров при разработке новых приборов, задача повторного использования инженерных данных (например, для создания серий изделий или их модификаций) и многие другие.
Раньше в ЭЗАН применяли различные системы автоматизированного проектирования, постоянно сталкиваясь с проблемами увеличения производительности и с трудностями организации параллельного проектирования. С переходом на программные продукты РТС эти проблемы были успешно решены. За время, прошедшее с начала внедрения, предприятием спроектированы и запущены в производство десятки новых изделий. В то же время промышленная эксплуатация Pro/ENGINEER и Windchill показала, что именно их совместное использование позволяет реально повысить результативность труда разработчиков. Такое увеличение эффективности прежде всего построено на переходе от простого локального хранения инженерных данных, находящихся на рабочих местах разработчиков, к корпоративному использованию ВСЕЙ информации об изделии ВСЕМИ участниками процесса создания нового продукта.
Когда "быстро" значит "лучше"
Одной из сильнейших сторон комплекса Pro/ENGINEER-Windchill является возможность их внедрения в весьма сжатые сроки - 2-3 месяца. Это значит, что в эти сроки можно улучшить качество разработок, сократить их циклы, снизить расходы (а значит, начать возвращать инвестиции). Справедливости ради отметим, что это заявлено самим разработчиком - компанией PTC. Это не раз подтверждалось результатами наших внедрений не только на ФГУП ЭЗАН.
Высокая скорость внедрения объясняется тем, что Pro/ENGINEER- Wildfire включает в себя инструменты коллективной работы, а Windchill не требует установки дополнительного программного обеспечения на рабочее место специалиста. Пользователю Pro/ENGINEER достаточно зарегистрировать сервер Windchill и приступить к работе. В результате автоматически создается рабочая область, а интерфейс Pro/ENGINEER дополнится необходимыми командами Windchill. В процессе работы Windchill осуществляет постоянный контроль соответствия предварительно определенных правил системы (конфликты прав доступа, наличие новых версий, соблюдение требований к качеству моделей и т.д.), а в случаях их нарушений система диагностики дает подробное описание конфликтов и предложит пути их решения.
Так как возможности, входящие в стандартную поставку Windchill, полностью обеспечивают решение всех основных задач управления конструкторско-технологической подготовкой производства, то глубокая доработка системы, а значит, и дополнительные затраты, ресурсы и время не требуются. Типовая настройка Windchill включает в себя создание структуры архива, подготовку типовых шаблонов (изделий, библиотек, документов, проектов и др.), настройку прав доступа участников проекта и разработку процессов согласования документации.
Еще одним удобством является возможность открытия или вставки компонента в конструкцию простым перетаскиванием объекта в окно Pro/ENGINEER. Например, для вставки компонента в сборку достаточно просто его перетащить и указать примерное положение, а система сама на основе установленных правил окончательно определит и зафиксирует его положение.
Умеем работать вместе
Другим важным моментом является совместное использование электронных и механических систем проектирования. В ФГУП ЭЗАН в качестве средства разработки электрических схем и печатных плат применяют систему проектирования электронных устройств Protel 99, в которой создают принципиальные схемы, моделируют работу аналого-цифровых устройств, выполняют трассировку печатных плат и анализируют целостность сигналов.
Одной из причин эффективного совместного использования Protel и Pro/ENGINEER является то, что эти программные комплексы обладают возможностью двунаправленного ассоциативного обмена информацией о проекте печатной платы. Так, формирование трехмерной модели платы выполняется в формате IDF, являющемся общемировым стандартом передачи данных между САПР электроники и механики и не зависящим от того, какие конкретно системы проектирования используются на предприятии. Технология передачи заключается в генерации файлов, которые дают полное описание трехмерной геометрии печатной платы и ее компонентов и включают в себя информацию об их габаритах, расположении и размерах отверстий, координатах, углах поворота, позиционных обозначениях компонентов и т.д.
Сегодня интегрированный процесс проектирования электронного устройства в ФГУП ЭЗАН выглядит так: принципиальная схема печатной платы разрабатывается в Protel, а затем с помощью Pro/ENGINEER создается модель печатной платы, включающая в себя внешние и внутренние контуры, крепежные отверстия, различные зоны ограничений разводки топологии и расположения электронных компонентов. Преимуществом печатной платы, разработанной в Pro/ENGINEER, является полное исключение ошибок, связанных с ее размещением в самом изделии. Полученный файл передается в Protel, где происходят размещение компонентов и последующая трассировка топологии, после чего проект возвращается в Pro/ENGINEER в качестве трехмерной сборки печатной платы. Так как сборка компонентов происходит автоматически из компонентов, предварительно определенных в базе Windchill, появляется возможность автоматизированного создания чертежей, спецификаций, различных ведомостей компонентов и, что более важно, автоматической модификации всех данных, полученных в ходе проектирования.
В целом ассоциативный обмен данными Protel - Pro/ENGINEER позволяет:
- автоматизировать процесс создания и изменения сборочных чертежей, спецификаций и различных видов перечней компонентов;
- значительно повысить качество изделия за счет возможности анализа взаимных пересечений компонентов платы в изделии;
- значительно сократить сроки создания и особенно внесения изменений в документацию;
- создавать зоны ограничений расположения компонентов и трассировки в контексте сборки с последующей передачей этой информации в САПР электроники;
- автоматизировать процесс передачи данных в информационные системы предприятия для планирования закупок и производства.
Управляем проектом
Одним из факторов эффективного использования Windchill является организация единого проектного пространства для различных участников проекта, которое представляет собой среду для управления информацией и совместного выполнения различных работ по разработке изделий.
Создание проектного пространства основывается на необходимости и возможности использования коллективного опыта и знаний работников предприятия, отраженных в шаблонах проектов. Одним из этапов инициации проекта является формирование проектной группы и назначение исполнителей на "роли" в команде. Проекты, созданные на основе шаблонов, соответствуют корпоративным стандартам, содержат готовые планы-графики, документы, стандартизированные наборы ролей и правила ограничения доступа участников проекта.
Обычно в процессе выполнения работ приходится привлекать специалистов, не имеющих доступа к основному архиву данных об изделии. Для получения доступа и последующей совместной работы в Windchill существует возможность добавления данных в общее проектное пространство. Стоит обратить внимание на то, что при организации доступа объекты не просто копируются или перемещаются, а меняют свой статус и становятся доступными для чтения или изменения только в контексте проекта.
Для предотвращения различных конфликтов, связанных с совместной работой над одними и теми же объектами, данные, взятые для изменения, защищены от модификации, а на странице свойств объектов отображается информация о том, кем, когда и в какой проект эти данные были переданы.
Как известно, качество исполнения проекта в значительной степени зависит от возможностей контроля над выполнением запланированных работ. Руководителю проекта Windchill предоставляет инструменты, которые позволяют постоянно отслеживать сроки и качество выполнения проектных заданий.
Самым быстрым и наглядным способом идентификации состояния проекта является его статус, представленный в виде "светофора состояний", отображающего текущее состояние выполнения проекта в цветовом виде. Этот статус автоматически вычисляется для всего проекта на основе статусов, входящих в план-график задач исполнителей. В дополнение к статусу проекта руководитель получает информацию об общем объеме выполненных работ, который так же, как и статус, вычисляется автоматически на основе процента выполнения каждой задачи из плана-графика проекта. Кроме того, некоторые суммарные задачи можно внести во "временную шкалу" (Timeline), которая отображается вместе с планом и делает информацию о ходе выполнения проекта еще более наглядной. Руководителю проекта также доступен большой набор различных стандартизированных отчетов, помогающих получить важную информацию о просроченных задачах, работах, имеющих риск невыполнения и т.д. Кроме того, специальные средства позволяют разрабатывать собственные, специфичные для предприятия отчеты, представляемые в виде различных таблиц или графиков, отображающих различные критерии для всей системы в целом.
Что в итоге?
Комплексное внедрение системы сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER и системы управления жизненным циклом изделия Windchill позволяет повысить эффективность конструкторско-технологической подготовки производства и значительно сократить сроки возврата инвестиций в передовые информационные технологии. Это подтверждается опытом ФГУП ЭЗАН и других передовых российских предприятий. Об этом мы непременно продолжим рассказ на страницах одного из ближайших номеров журнала.
