PDM сегодня
Рассмотрим типичный состав и функциональность современной системы PDM. Прежде всего, система должна быть основана на универсальных принципах сетевого взаимодействия (IP-адресация, независимость от физических характеристик среды передачи сигнала, глобальный охват), а ее пользовательский интерфейс должен быть тесно интегрирован со средствами для просмотра Web-страниц. В состав современной системы PDM должны входить модули генерации и сохранения («Vaulting») объектов, их версий и релизов. Само хранение выполняется в системах четвертого поколения независимо от географического расположения сервера базы данных - храниться на нем могут на равных правах как сами объекты, так и ссылки на них (URL, NFS-локализация, сетевой адрес файл-сервера и т.д.). При реальной сетевой реализации идеи «Vaulting» серверов может быть несколько, база данных при этом получается распределенной, а СУБД должна выполнять в полной мере сетевой сервис. Реально СУБД, позволяющие реализовать идею «сетевого распределенного хранилища данных» («Distributed Vault» в зарубежной литературе) представлены пока только семейством Oracle 8i.
Современная система PDM в наиболее полном объеме реализует функции управления составом изделия, структурой всех его составных частей, деталей, узлов и агрегатов. Кроме того, в управляемую структуру должны входить и управляться системой дополнительные структурированные информационные объекты, состав которых отражает все необходимые данные для организации работ по производству самого изделия - структура оснастки, инструментального парка, операций и переходов, технологических приемов.
Современная система PDM управляет и обеспечивает обмен данными о структуре изделия и вносимых в него изменениях, обеспечивает взаимодействие с любыми корпоративными приложениями в рамках определения и управления действий по внесению изменений в изделие, за счет чего упрощаются процессы совершенствования и модификации. Современная система PDM должна обеспечивать создание и поддержку множества взаимозависимых и взаимоувязанных спецификаций изделия (классические BOM, конструкторские, технологические, заказные спецификации, спецификации на покупные изделия, спецификации поставок и т.д.), благодаря чему пользователь получает согласованное представление об изделии на протяжении всего его жизненного цикла.
Современная система PDM должна иметь многоуровневый механизм управления реквизитами-атрибутами, настраиваемый на конкретный состав задач по управлению тем или иным узлом, агрегатом или даже изделием в целом. Современная система PDM в обязательном порядке должна иметь встроенный механизм управления жизненным циклом изделия. В этот механизм должны входить средства ролевого управления любым пользователем системы PDM, средства отображения текущего состояния любого бизнес-объекта в терминах жизненного цикла, средства протоколирования состояний каждого бизнес-объекта, учет всех его состояний и средства администрирования. Для решения задач оперативного управления в системах PDM четвертого поколения обязательно наличие полнофункционального модуля Workflow.
Управление структурой изделия. Средства управления структурой изделия в системах четвертого поколения позволяют создавать и обрабатывать различные виды спецификаций изделия (BOM). Кроме того, нужно иметь возможность вести управление по деталям и узлам, составляющим изделие, а также по относящимся к ним документам (файлам, наборам файлов, адресам в Internet) и специальным производственным характеристикам - атрибутам. Для управления на уровне групп предприятий используется динамическая, содержащая максимально полную информацию об изделии структура, которая отображает все возможные конфигурации изделия. Сервисные функции должны допускать просмотр структуры изделия с любой степенью детализации, раскрывать сборки и получать представление о входящих в ее состав подсборках и деталях:
· Ведение спецификаций.
Спецификация - ассоциативная структура изделия, из которой в соответствии с определенными критериями конфигурации выводится представление сборки. Работая как фильтр, критерии конфигурации определяют, какую версию детали надо вывести. Например, часто специалист по планированию производства хотел бы видеть структуру изделия в зависимости от степени готовности всех ее составных частей к конкретным срокам, а специалист-технолог - в зависимости от применяемых материалов или технологических приемов обработки этих материалов.
· Многоуровневые спецификации.
Для современных PDM систем фактическим стандартом является возможность вывода не менее двух типов спецификаций, а именно иерархической структуры (дерева сборки) и подетального общего списка (список наименований комплектующих). Спецификации первого типа чаще используются в конструкторско-технологических подразделениях, а второго - на сборочных участках и при работе по заказам.
· Многовариантный генератор спецификаций.
Участникам производственного процесса часто необходимо иметь возможность построения спецификаций в зависимости от рода деятельности и профессиональной принадлежности. Например, инженерам-конструкторам важна спецификация, построенная по принципу «как спроектировано», а специалистам планово-производственного отдела по принципу «как запланировано».
· Отслеживание действия внесенных изменений и модификаций.
В системах PDM четвертого поколения одна из типичных функций - это отслеживание того, какая деталь и как применяется в каждой из модификаций конкретного изделия. Эта возможность значительно упрощает процесс постепенного формирования полного электронного определения изделия. В процессе внесения и утверждения изменений в проект предприятие должно учитывать, когда и для каких партий эти изменения уже действуют, а для каких - нет, когда и в каких количествах необходимо производить новые детали. Как правило, должно быть реализовано три типа такой функциональности: отслеживание по календарным срокам, отслеживание по идентификационному номеру изделия и отслеживание по номеру партии. Кроме того, часто на предприятиях авиастроения и судостроения может быть задано отслеживание эффективности внесенных изменений для нескольких разных изделий, в которых используется данная деталь.
· Отслеживание принадлежности к модельному ряду («baseline»).
Такая функциональность позволяет получать на произвольно выбранных этапах жизненного цикла актуальный срез по списку деталей и документов с определением тех из них, которые имеют ключевое значение для структуры изделия. Поскольку с течением времени появляется множество конфигураций структур изделия, данная функция помогает определить те конфигурации, которые представляют для предприятия наибольший интерес.
· Отслеживание ссылок и многоуровневых ссылок на документы.
Такая функциональность обеспечивает ассоциирование любых документов, относящихся к детали, агрегату или изделию, позволяя разработчикам присоединять дополнительную информацию в любом удобном для понимания виде. Примерами ссылочной информации (присоединенных документов) могут служить: готовые спецификации, техническая документация, файлы САПР, мультимедийные файлы и даже ссылки на другие Web-сайты в Internet. Такая методика построения и отслеживания ссылок позволяет собирать все накопленные данные об изделии и обеспечивает создание максимально насыщенной информационной структуры изделия.
· Отслеживание изменений.
Отслеживание изменений позволяет группировать и просматривать в удобном для понимания виде информацию о тех вносимых изменениях, которые приводят к появлению новой версии (модификации) изделия. Пользователь, таким образом, будет знать как о состоянии проведения изменений в смысле структуры изделия и в смысле этапов жизненного цикла, так и о незавершенных изменениях той или иной детали и сможет использовать эту информацию в процессе принятия решений.
· Динамический просмотр иерархически организованной информации («Навигация по структуре изделия»).
Эффективность применения современных систем PDM во многом определяется тем, какие эти системы предоставляют пользователю возможности поиска информации о нужных деталях, просмотра структуры изделия и выполнения необходимых операций над выбранными элементами этой структуры. Лучше всего «принимаются» промышленностью и легче всего «осваиваются» пользователями такие системы PDM, в которых пользователь работает с хорошо знакомым ему графическим интерфейсом (например, Netscape Communicator), который организует иерархическое представление всей информации об изделии и тем самым упрощает переходы от деталей к сборкам и обратно. Когда пользователь выбирает нужную ему деталь на дереве сборки, система PDM автоматически выводит на экран клиентской машины список ссылочных документов и всю необходимую информацию - например, номер детали, данные о ревизии, дату последней модификации, и т.д.
· Сравнение структур изделия.
Пользователь может выбрать любые две структуры изделия, любые две версии, любые два релиза, сравнить их и выявить отличия друг от друга, если таковые существуют на множестве отслеживаемых параметров модели изделия (структурный состав, атрибуты и их значения). Отчет о проведенном сравнении формируется в виде, удобном для браузера системы, например, в виде XML. При сравнении двух ревизий одной и той же структуры изделия требуется обнаружить следующие различия (типичная задача): уменьшилось или увеличилось количество определенных комплектующих, добавился ли ссылочный документ и САПР-модель для ссылочного документа. Интерактивный, динамический механизм сравнения структур незаменим для управления различными версиями изделия. Управление изменениями. В большинстве организаций поэтапная многоступенчатая процедура внесения и утверждения изменений достаточно хорошо отработана и успешно применяется в практике промышленного производства, что является важной предпосылкой к автоматизации этой процедуры на всех ее этапах для всех ее участников. Системы PDM четвертого поколения должны предоставлять универсальное решение, которое обеспечивает контроль за информацией о предполагаемых изменениях.
· Контроль за всей информацией. Средства управления изменениями должны контролировать всю информацию о внесении изменения от момента постановки задачи до полного ее разрешения. Процесс внесения изменения разделяется на этапы: запрос на изменение, изучение причин, повлекших за собой необходимость изменения, предложения альтернативных вариантов, реализация изменения путем формулировки заявки на изменение и выполнение действий по внесению изменения. Решения каждого этапа должны протоколироваться для возможного «отката» и проверки принятых решений.
· Гибкие процессы по внесению изменения. Разные модификации требуют разной степени детализации и задействуют разные этапы общего процесса внесения изменений. Средства управления изменениями в рамках таких требований должны позволять настраивать процесс внесения изменений таким образом, чтобы он включал необходимое для конкретной модификации число шагов и полностью описывал изменение и его последствия.
· Автоматизация потоков заданий («Workflow»). Наиболее полная автоматизация процесса внесения изменений достигается благодаря интеграции средств управления изменениями с функциями управления потоком заданий. Каждый этап процесса внесения изменений может быть представлен как задание потока работ и автоматически передан пользователю или системе, которые отвечают за выполнение этого задания. По завершению выполнения задания система управления потоком заданий продолжит процесс внесения изменений до тех пор, пока не будут завершены все его этапы, и документация по изделию получит статус выпущенной. Для четвертого поколения систем PDM характерно следование рекомендациям и стандартам рабочей группы Workflow Management Coalition.
Визуализация трехмерных сборок и сопутствующей информации:
· Реализация визуального представления любого уровня сложности, вплоть до фотореалистического, а также цифровое макетирование («Mock-Up») сборок любой степени сложности. Для того чтобы визуализация была возможна на любом рабочем месте вне зависимости от технических параметров локального компьютера пользователя, собственно визуализация должна выполняться на специализированном сетевом сервере, а на рабочее место пользователя через сеть будет передаваться только «картинка» результата.
· Динамическая навигация по трехмерной структуре сборки, вне зависимости от конкретной САПР, с помощью которой были созданы входящие в сборку компоненты.
· Автоматизация построения «взрывных» видов, сечений, разрезов сборки, автоматизация построения «кинограммы» сборочных процессов, моделирование в трехмерном виде монтажных операций, сборочных и ремонтных работ, учет пространственных и эргономических ограничений функционирования изделия.
· Реализация методики «виртуального предприятия», при которой трехмерная сборка и производственная инфраструктура анализируются на совместимость для вывода о возможности/целесообразности выпуска именно такого изделия именно этим цехом, именно этого предприятия.
· Мощное средство агрессивной маркетинговой политики - потребитель может «вписать» себя в трехмерную модель будущего изделия с требуемыми характеристиками, «почувствовать» необходимость покупки именно такого изделия у именно такого производителя.
Средства управления составом предприятий-поставщиков комплектующих. Для выпуска изделия с наименьшими затратами и оптимизации взаимодействия с поставщиками необходимо иметь ранжируемую базу данных по комплектующим. Она может быть выполнена на основе «отфильтрованной» информации из PDM-систем самих поставщиков комплектующих, причем принцип отбора информационных компонент и набор общих технических характеристик («реквизитов») задается в «материнской» PDM. Для анализа применимости, надежности и перспективности поставщиков система PDM четвертого поколения должна иметь некоторый сервис ранжирования поставщиков, позволяющий определить в каждом конкретном случае оптимальный состав соисполнителей, субподрядчиков и поставщиков.
Реализация этих и многих других вспомогательных функций в составе систем PDM четвертого поколения приводит к тому, что PDM становится приложением, в наиболее полной мере реализующим новаторские идеи ведения электронного бизнеса, но только теперь уже не только и не столько в сфере продаж потребительских изделий и услуг, сколько в области решений типа B2B.
На пути к пятому поколению
Делать прогнозы - занятие хотя и увлекательное, но неблагодарное: если прогноз сбывается, то становится скучно от того, что все и так было известно, а если не сбывается - обидно от несбывшихся ожиданий. Однако попробуем все-таки посмотреть лет на пять вперед: что там нас ждет, какие системы PDM выглядывают из-за горизонта?
Тенденция к глобализации и разделению труда в рамках транснациональных промышленных структур потребует перехода от «Distributed Vault» к «Globalized Vault» - своего рода «сетевым банкам промышленных знаний». Тенденция эта в первую очередь затронет не очень крупные фирмы, специализирующиеся на поставках комплектующих и стандартизованных изделий. Уже сейчас для ограниченной номенклатуры изделий, действуют доступные через Internet справочники-прейскуранты на крепеж, монтажные изделия, электротехнические и гидравлические стандартизованные компоненты. Уже сейчас число таких компонентов исчисляется сотнями тысяч и пополняется еженедельно. Получив через Internet доступ к такому справочнику, пользователь уточняет свой запрос, выполняет действия по получению более подробного доступа к информации о каждом из запрошенных изделий и, в конце концов, к составлению и оплате заказа поставки нужной номенклатуры в требуемый срок в указанное место на земном шаре.
Тенденция к стандартизации при описании структур изделий должна иметь результатом, видимо, появление единого промышленного стандарта на описание сборки. Возможно, хотя и небесспорно, что основой такого стандарта станут предложения STEP.
Тенденция к распределенным вычислениям в сети и успехи в области Java-программирования снимут вопрос о языковой среде реализации динамических функций систем PDM. Основной барьер для повсеместного использования Java в качестве языка приложений сетевых реализаций систем PDM сейчас - недостаточная скорость исполнения Java-приложений на стороне пользователя. С выпуском специализированной аппаратуры и программ реализации «быстрой Java» положение должно кардинально измениться.
Тенденция к взаимопроникновению современных технологий приведет к тому, что системы PDM станут базовым инструментальным средством для задач CALS (прежде всего в области эксплуатации сложной военной техники), для задач управления качеством (как определено в документах по ISO 9000), для задач управления ресурсами предприятия, для задач включения заказчика в контур управления изготовлением изделия.
Тенденция к упрощению и оптимизации структуры отношений с поставщиками приведет к тесной интеграции систем PDM базового предприятия и предприятий-участников. Отсюда с неизбежностью следует вывод о возможной в будущем унификации и стандартизации базового набора функций для всех новых систем PDM. Скорее всего, унификация и стандартизация будут выполнены в части описания структуры изделия, в части определения структуры «жизненного цикла», в части стандартизации определения Workflow.
Обязательным должен стать принцип «Collaborative product commerce» («CPC»), что можно перевести как «использование Internet-среды для разработки, выпуска и реализации продукции при условии сохранения конкурентоспособности».