ФОРУМЫ

В последнее время растет популярность концепции PLM (Product Lifecycle Management), предусматривающей управление информацией об изделии на всех этапах его жизненного цикла. Этой теме был посвящен московский форум PLM, собравший инженеров, конструкторов, руководителей проектных организаций и предприятий машиностроительных отраслей России, перед которыми стоят задачи повышения уровня автоматизации создания, производства и сопровождения сложных изделий (автомобилей, морских судов, самолетов и т. п.) на протяжении их жизненного цикла. На форуме обсуждались PLM-решения компаний IBM (www.ibm.com/ru/) и французской Dassault Systemes (www.catia.ru), а также продукты для их реализации и опыт их использования.

Что такое PLM

PLM-концепцию можно использовать как на виртуальном уровне, на стадиях проектирования, инженерных расчетов, анализа, технологической подготовки производства, цифрового моделирования и макетирования, так и в реальном мире - во время изготовления и эксплуатации изделия, включая его совершенствование, модернизацию и даже утилизацию.

Применение CATIA для проектирования корпуса автомобильного двигателя

О достоинствах этой концепции рассказал в своем выступлении представитель IBM Торбен Ааес-Йоргенсен, руководитель направления применения PLM в тяжелой промышленности. Он подчеркнул, что популярности PLM способствует рост уровня глобализации мировой экономики и усиление конкуренции между производителями, причем в первую очередь это касается производства сложных изделий в высокотехнологичных и наукоемких областях. Чтобы выжить, предприятиям приходится постоянно повышать качество продукции и сокращать сроки ее разработки. Решения, основанные на концепции PLM, помогают выполнить эту задачу, так как позволяют заказчикам и разработчикам продукта из разных компаний, находящихся в различных частях света, эффективно сотрудничать, т. е. в реальном времени вести согласование, проектирование и моделирование изделия, его анализ, расчет, комплектацию и т. п. Более того, современные PLM-системы, дополненные средствами взаимодействия через Интернет, дают возможность проектировщикам, аналитикам, менеджерам, эксплуатационщикам отслеживать поведение изделия на протяжении всего жизненного цикла, собирая, обобщая и анализируя данные для улучшения его характеристик и выявления слабых мест. И наконец, PLM-решения существенно упрощают рутинные операции, благодаря чему инженеры могут сосредоточиться на творческом процессе.

Как отметил г-н Ааес-Йоргенсен, в результате применения PLM улучшается качество изделия, сокращаются сроки его создания (на 50-80%), снижаются трудозатраты, уменьшается риск выхода некачественного продукта. Он добавил, что важную роль для повышения качества сложного изделия играет поддержка общих баз данных и знаний, к которым могут обращаться заказчики, конструкторы, технологи, менеджеры и т. п., субподрядчики (гидравлики, электрики и др.), поставщики комплектующих и материалов.

По-видимому, благодаря этим достоинствам спрос на PLM-решения в прошлом году заметно вырос, несмотря на общий спад в софтверном бизнесе. Так, по данным аналитической компании CIMdata (www.cimdata.com), объем мирового рынка PLM-решений только в части коллективного управления данными о продуктах (PDM) в течение 2001 г. увеличился на 25% и достиг 3,6 млрд. долл. (см. PC Week/RE, № 33/2002, с. 21). По прогнозу CIMdata, такой темп роста сохранится до 2006 г., и тогда объем рынка составит 11 млрд. долл. Очевидно, что этот “лакомый кусок” привлекает многих игроков. Не стал исключением и альянс IBM-Dassault Systemes.

Что предлагают IBM и Dassault Systemes

Компании представили пакет интегрированных PLM-решений на базе трех продуктов: CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application), SmarTeam и Delmia. Центральное место в этом пакете занимает система автоматизации проектирования CATIA, представляющая собой ядро, а две другие системы являются как бы его окружением, своего рода надстройкой. Разработкой всех этих систем занимаются компания Dassault Systemes и ее дочерние фирмы, а маркетинг, внедрение, консультационную и техническую поддержку выполняет подразделение IBM PLM Solutions со своими партнерами.

CATIA - универсальная САПР типа CAD/CAM/CAE высшего класса. Последняя версия, CATIA V5, включает в себя инструменты для трехмерного моделирования, имитации сложных технологических процессов и анализа, а также единую базу данных для текстовой и графической информации. Система позволяет эффективно решать комплекс задач - от концептуального проектирования до выпуска чертежей, спецификаций, монтажных схем и управляющих программ для станков с ЧПУ. Она непрерывно совершенствуется и развивается. На форуме был представлен девятый релиз системы - CATIA V5 R9, в котором появился ряд новшеств: у 87 модулей расширена функциональность, добавлено 11 новых программных продуктов, число базовых и специализированных программных модулей достигло 129, возросли возможности проектирования.

Одна из главных особенностей CATIA - наличие базы знаний. В нее эксперт (проектировщик высшей квалификации) вводит так называемые методы, описывающие процедуру создания детали или элемента узла изделия. Эти методы, несущие в себе экспертные знания (ноу-хау), представляются в виде параметрических шаблонов и накапливаются в базе знаний для многократного использования обычными инженерами, что наглядно продемонстрировал на примере проектирования узла изделия сотрудник IBM Сергей Очередько. Об успешном применении CATIA при выполнении проекта электростанции в ОАО “Энергомашкорпорация” рассказал его представитель Сергей Хохлачев.

Две другие важные особенности CATIA - открытая архитектура и модульная структура - позволяют использовать PLM-концепцию в разнообразных областях для решения множества задач путем создания дополнительных модулей. Именно модульный принцип построения и открытая архитектура обеспечивают CATIA высокую гибкость и универсальность.

Delmia - разработана Delmia (www.delmia.com), дочерней компанией Dassault Systemes, и предназначена для планирования, пространственного моделирования и подготовки технологического процесса производства. Она ориентирована на работу главным образом в авиационной, судостроительной, автомобильной и оборонной отраслях. Представитель финской фирмы Delfoi (партнера IBM) сообщил об успешном опыте ее применения для моделирования производственного процесса на шведском автомобилестроительном предприятии Scania. С помощью PLM-пакета, содержащего три продукта - CATIA, Delmia и Enovia, специалисты Scania намереваются охватить весь производственный процесс - от цифрового проектирования до изготовления изделия и последующего сопровождения на протяжении всего жизненного цикла. В России Delmia пока не используется.

В состав Delmia входят 130 модулей, которые можно использовать вместе с технологическими модулями CATIA, что позволяет оптимизировать производственный процесс. В этой системе также имеется база знаний. В течение всего жизненного цикла изделия в этой базе накапливается технологическая информация, которую впоследствии можно многократно использовать. Одним из примеров применения Delmia может служить эргономическое моделирование, когда человек виртуально помещается в пространство создаваемого предприятия или изделия (например, за руль автомобиля). При этом более рационально, на уровне дизайна, решаются проблемы удобства управления и безопасности обслуживания оборудования.

С помощью Delmia осуществляется предварительный анализ планировки предприятия и выявление узких мест в производстве (путем моделирования технологических процессов), что в свою очередь облегчает оптимизацию процессов снабжения производства и эксплуатации изделий.

В девятом релизе системы Delmia V5R9 предлагаются новые функции моделирования технологического процесса в реальном времени, позволяющие оптимизировать сроки выпуска изделия. В системе расширены возможности технологической подготовки производства для станков с ЧПУ и предусмотрено моделирование геометрии инструментов, что улучшает взаимодействие между технологами и конструкторами инструментальной оснастки.

SmarTeam - система класса PDM (Product Data Management - управление данными о продукте) компании SmarTeam (www.smarteam.com), еще одной “дочки” фирмы Dassault Systemes. Одна из основных ее задач при использовании в составе PLM-решения состоит в поддержке на глобальном уровне (через Интернет) коллективной работы групп специалистов, в том числе входящих в различные подразделения и компании. Функцию связующего звена между CATIA и внешним миром SmarTeam выполняет как при проектировании в целом, так и при модификации отдельных сборочных узлов и подузлов. Эта система содержит широкий набор средств управления составом изделия, включая его версии и модификации, обеспечивает целостность отношений между объектами, позволяет выполнять вариантные сборки и определять соединения деталей (например, сваркой), а также задавать типы исполнения по партиям, срокам, заказчикам. В SmarTeam можно хранить информацию в разных форматах и иерархически ее структурировать, а специалисты могут в любой момент обращаться к нужной им информации в зависимости от прав доступа. Мощные средства навигации и поиска в сложной иерархической структуре изделия облегчают поиск требуемого элемента. Доступ к большинству функций SmarTeam (например, поиск, добавление деталей и сборок из базы данных и т. д.) может также осуществляться непосредственно из системы CATIA и, наоборот, можно обращаться из SmarTeam в CATIA.

SmarTeam имеет клиент-серверную архитектуру, работает в среде Windows и функционирует как в составе PLM-решения, так и автономно. Структуру изделия можно создавать и модифицировать в среде SmarTeam или импортировать из САПР (например, из CATIA), из ERP-систем или других приложений. Для этого предусмотрены средства интеграции с различными САПР и с Microsoft Office, входящие в стандартный комплект поставки. Кроме того, SmarTeam может работать с СУБД Interbase, Oracle и MS SQL Server, для связи с которыми предоставляется стандартный интерфейс. В такой СУБД хранится не только информация о САПР-файлах и их связях, но и о параметрах модели. В случае изменений в базах данных систем SmarTeam или CATIA информация синхронизируется за счет передачи из одной системы в другую.

В комплект поставки SmarTeam также входит несколько шаблонов информационной модели объекта автоматизации, имеющих предварительно определенную структуру метаданных, соответствующую предприятию конкретного профиля. Использование шаблонов существенно ускоряет внедрение системы. Этот процесс также упрощают мощные и удобные средства настройки, позволяющие без перезагрузки динамически изменять информационную модель и интерфейс пользователя.

Поскольку SmarTeam предназначена для средних и малых предприятий, при ее создании особо важное внимание уделялось простоте освоения и применения. Она легко устанавливается, имеет большой набор средств настройки под конкретные требования самых разнообразных заказчиков - от индивидуальных пользователей до предприятий и корпораций. Предусмотрен интуитивно понятный интерфейс в стиле Windows. SmarTeam может служить для управления конструкторскими и технологическими данными, закупками, в производстве, планировании и т. д.