Проектирование и разработка продукта

on

Окончание. Начало см.: ММК, 2011, № 1, с. 26-31. Объект «изделие». В существующих системах управления проектными данными (PDM) , а также разрабатываемых собственных системах объект «изделие» может быть простым или сложным, сильно отличаться от аналогичных объектов, но, несмотря на это, содержать примерно одинаковый функционал. Структура объекта также может отличаться от используемой технологии (docflow, workflow и т. п.) при автоматизации. Приведем пример описания некоторого среднего объекта «изделие» с обязательными и возможными реквизитами, разделами, некоторым функционалом. Основные данные: обозначение и наименование чертежа; состояние; тип изделия (детали); примечания и комментарии; номенклатура (при необходимости); состав изделия (раздел); даты и сроки; участники разработки; ссылки на электронные файлы чертежей, программ для станков с ЧПУ; изменения изделия (раздел); маршрут изготовления, трудозатраты (раздел); спецификация (раздел); сообщения (раздел); задачи (раздел); объект «основание» («родитель»). Основной функционал: возможность прикрепления файлов чертежей к объекту из файлов системы или указания путей хранения; механизм формирования спецификации входящих изделий из файла модели (чертежа) CAD-системы; механизм формирования спецификации (ведомость) материалов из файла модели (чертежа) CAD-системы; возможность согласования, утверждения изделия, внесения изменений, аннулирования, наличия коммуникаций между соответствующими пользователями; механизм просмотра (открытия) чертежей, моделей из объекта; разграничение прав доступа к информации объекта «изделие» в зависимости от роли пользователя. Рассмотрим приведенные данные и функционал более подробно. Обозначение (шифр, код) чертежа — как правило, чертежный номер, который присваивается изделию в соответствии с требованиями ЕСКД (например, ИАРС.324327.100.0001). Наименование чертежа — наименование изделия. Состояние — состояние, устанавливающее текущий статус изделия. Возможные состояния — «новый», «проект», «утвержден», «на изменении», «аннулирован». Тип изделия — типы (виды) изделий согласно ЕСКД — «деталь», «материал», «покупное изделие», «стандартное изделие», «сборочная единица», «комплект», «прочие изделия». Комментарии — раздел, в котором указываются комментарии лиц, работающих с изделием на этапе разработки, согласования, проверок, утверждения, использования, изменений. Данный раздел может быть элементом коммуникаций между пользователями в дополнении к задачам и сообщениям, рассмотренным в сценарии . Номенклатура — реквизит, ссылающийся на объект «номенклатура», который может быть создан после утверждения проекта и начала серийного производства. Состав изделия — раздел, в котором содержатся ссылки на аналогичные объекты. Формирование раздела позволит получить полную иерархию входящих изделий, деталей, покупных изделий и т. п. Например, это необходимо для сборочного изделия. В интерфейсе лучше отображать состав изделия в виде дерева, так как в состав одного сборочного изделия могут входить другие сборки и т. д. Даты и сроки — всевозможные реквизиты даты и времени, которые фиксируют дату создания объекта, начала разработки, окончания, проверки и т. п. Зачастую ручной ввод разных дат закрыт от пользователя и в реквизиты записывается текущая дата при наступлении каких-либо событий с объектом. Например, при запуске алгоритма утверждения и его успешного завершения автоматически устанавливается текущая дата в соответствующий реквизит. Участники разработки — состав пользователей, которые принимают участие в процессе разработки, согласовании, проверках, утверждении. На этапе создания объекта данные реквизиты заполняются вручную или заносятся из настроек системы в зависимости от вида изделия. Типовые участники: автор — пользователь, создавший объект «изделие»; разработчик — разработчик или ответственный из группы разработчиков за проектирование изделия; проверяющий — пользователь, осуществляющий проверку документации; нормоконтролер — пользователь, осуществляющий нормоконтроль документации; технолог — пользователь, который проводит технологический контроль и впоследствии, возможно, вносит технологические данные; утверждающий — пользователь, который проводит утверждение документации. По сути, состав пользователей похож на основную надпись чертежа согласно ЕСКД. При необходимости можно добавить любое количество пользователей, которые в дальнейшем будут отвечать за испытания, внесение изменений, изготовление опытного образца и т. п. В итоге, некоторый минимальный состав должен вноситься на этапе создания объекта для формирования фоновых задач и уведомлений, а также разграничения доступа. Все остальные могут подставляться в задачи, сообщения вручную в зависимости от способа создания данных объектов. Раздел файлов — наиболее важный раздел объекта, который содержит непосредственно сами электронные файлы изделия в формате используемой CAD- системы или содержит ссылки (пути в файловой системе) на сервере. Каждый из подходов имеет свои преимущества и недостатки, и выбор необходимо делать с учетом используемой платформы, ИT-инфраструктуры и т. п. Изменения — раздел, который будет содержать информацию о вносимых изменениях на этапе серийного изготовления изделий. Далее будет рассмотрен новый объект — «извещение об изменении». По сути, данный раздел может содержать ссылки на данные объекты. Маршрут изготовления, трудозатраты — раздел, который может быть заложен в объект «изделие» или не использоваться при наличии CAM-систем. Раздел может включать в себя следующие данные — перечень технологических операций в порядке их следования (маршрут) с указанием трудозатрат (нормочасы) и, желательно, в привязке к конкретным подразделениям и, при необходимости, оборудованию. Подразделения и оборудование уже существуют в системе . Остается создать новый объект, который будет описывать технологические операции, включая операции в рамках специальных технологических процессов. Некоторые аспекты автоматизации спецпроцессов будут рассмотрены в одной из следующих статей цикла. Спецификация — раздел, который может быть заложен в изделие или отсутствовать при использовании некоторого другого PDM или CAM-системы. Раздел содержит перечень основных и вспомогательных материалов из которых изготовляется изделие с указанием необходимо количества на единицу изделия. Более оптимальный вариант — разработать отдельный объект «спецификация», так как на одно изделие могут использоваться разные спецификации с учетом типоразмеров (конфигурации изделия), наличия необходимого сортамента материала при запуске в производство и т. п. После утверждения изделия создается основная базовая спецификация согласно чертежу. Ссылка на спецификацию добавляется в описываемый раздел с пометкой, например «основная». В дальнейшем при изготовлении изделий могут формироваться другие спецификации с учетом замены материалов по конкретным заказам, ссылки на которые добавляются в указанный раздел. Сообщения — раздел, который содержит ссылки на объекты сообщения, которые формируются вручную или системой в процессе жизненного цикла изделия. Задачи — раздел, который содержит объекты «задачи» по аналогии с сообщениями. Основание — реквизит, который содержит ссылку на объект «родитель», на основании которого создан объект «изделие». Например: объект «план разработки», объект «план качества», объект «требования» и т. п. . Объект «изделие» может содержать и другие специфические реквизиты, необходимые в рамках конкретной организации. Далее кратко рассмотрим функционал самого объекта «изделие» и функционал интерфейса для работы с данными объектами. Работа с файловой системой. Интерфейс объекта должен легко позволять добавлять необходимые файлы или ссылки на них (пути). Как правило, техническая реализация достаточно проста. Самый простой вариант — это выполнить разработку в CAD-системе, сохранить файлы на рабочей станции или сервере, запустить интерфейс автоматизированной системы и скопировать файлы в базу данных системы или указать пути к ним. Для удобства работы можно использовать специальные компоненты, которые встраиваются в интерфейс системы и позволяют просматривать содержимое файлов, т. е. непосредственно чертеж или модель без загрузки самой CAD-системы. Некоторые доработки можно выполнить и на стороне CAD-системы при помощи макросов и поддерживаемого языка программирования. Например, загружать чертежи или создавать объекты «изделие» прямо из CAD-системы. Формирование спецификации (состав изделия). Важный механизм, который позволит формировать в автоматизированной системе спецификацию входящих изделий в сборочное изделие. Согласно требований ЕСКД спецификация выполняется справа на поле сборочного чертежа и может оформляться отдельным документом, который входит в общий комплект конструкторской документации на изделие. С точки зрения электронного файла чертежа спецификация может быть выполнена по-разному. Например, при использовании AutoCAD спецификация будет также расположена на поле чертежа и программно получить ее состав не просто. Автору несколько лет назад пришлось написать алгоритм, который разбирал поле чертежа, выполненного в системе AutoCAD для получения состава изделия. Получилось не сразу. При использовании, например, SolidWorks все гораздо проще, так как заложен абсолютно иной принцип трехмерного проектирования и спецификация получается простым программным обращением к файлу трехмерной модели. Механизм должен в фоновом режиме открыть файл чертежа или модели и получить полную иерархию состава изделия. Необходимо по каждому входящему передать в вызывающую систему, как минимум: обозначение; наименование; тип; количество. Получив данные, надо сформировать необходимые объекты «изделие» в соответствии со структурой (иерархией) сборочного изделия. Дополнительно можно передавать и другие данные, которые могут находиться в CAD-системе, например: массу етали, материал, время проектирования и т. п. При формировании необходимо проверять наличие уже существующих объектов «изделие», которые были сформированы по другим сборочным изделиям, и не допускать дублирования. Некоторые CAD-системы используют механизм конфигураций, т. е. один файл может содержать несколько моделей. Существует некоторое изделие, которое может быть, например, разных размеров. В основном это стандартные изделия (винт, болт и т. п.). Это тоже необходимо учитывать при автоматическом формировании состава изделия. Формирование спецификации (ведомости) материалов. Механизм аналогичен рассмотренному выше. Основные материалы, их количество, единицы измерения можно получить при формировании состава изделия (см. выше) или сделать отдельный алгоритм получения материалов. Так как разные детали могут изготовляться из одних и тех же материалов, следует провести итоговое суммирование по одинаковым материалам или стандартной номенклатуре. При разработке данного механизма необходимо учитывать следующий момент: необходима синхронизация наименований материалов, которые используются в CAD-системе и номенклатуры материалов, которые введены в автоматизированную систему, подобная синхронизация необходима и для единиц измерений. В итоге можно получить сводную ведомость по всем основным материалам, в которую потом легко добавить вспомогательные материалы, необходимые при изготовлении и сборке. Согласование, утверждение, аннулирование. Если выбран подход, при котором файлы непосредственно хранятся в объекте «изделие» (база данных автоматизированной системы), то особых проблем нет. Если выбран подход, при котором файлы хранятся на общедоступном ресурсе, а пути к ним — в объекте, то следует учитывать некоторые нюансы. Разработчик, как правило, имеет дело с рабочими файлами, которые хранятся на его локальном компьютере. Для проведения проверок и согласования необходимо обеспечить доступ к этим файлам другим пользователям, т. е. механизм должен либо открыть доступ к файлам на локальном компьютере разработчика либо сделать копии на общедоступный сервер, возможно, наложив какие-то ограничения для других пользователей. В процессе согласования следует позаботиться о том, чтобы разработчик вносил изменения в эти файлы, а не в свои рабочие копии. Альтернативный вариант — вести разработку сразу на общедоступном сервере, что решит ряд проблем. После согласования с помощью механизма утверждения согласованные файлы также должны поместить в соответствующий электронный архив с ограниченным доступом, сделать файлы доступными только для чтения. Подобные алгоритмы выполняют массу последовательных операций с некоторым логическим завершением и в данном случае следует помнить о механизмах транзакций, т. е. изменять состояние объекта, например, на «утвержден» только после того, как все файлы будут записаны, данные изменены, задачи и уведомления отосланы (транзакция завершена). Если вдруг чтото пошло не так в процессе утверждения (сбой сети, программная, аппаратная ошибка), должна предусматриваться автоматическая возможность вернуть все в исходное состояние. Просмотр файлов. Важное свойство объекта «изделие». Должен быть предусмотрен простой интерфейс открытия и просмотра файлов из объекта. Как правило, это реализовать достаточно просто, но необходимо учитывать, какие файлы и на каком этапе разработки следует разрешать или запрещать открывать разным пользователям (рабочие файлы, файлы на согласовании, утвержденные, аннулированные). Как уже говорилось выше, желательно использовать специальные компоненты для быстрого получения изображения. Если это сборочный чертеж, то необходима возможность открыть любой файл из состава изделия. Немаловажную роль играет удобный интерфейс для работы со всеми объектами «изделие». Необходимо реализовать механизм поиска, сортировки объектов по различным реквизитам и данным. Возможность построения деревьев (иерархии) объектов. Полезно предусмотреть возможность получения списка сборок, подсборок, куда входит выбранное изделие (применяемость). Разделение по типам, состоянию, разработчикам. Разработать необходимую отчетность не только в отношении объектов, но и пользователей, которые их применяют (сроки разработки, проверки и т. д.) В заключении описания объекта «изделие» приведем пример аналогичного объекта из одной системы, в которой в качестве CAD используется SolidWorks (рис. 1). Внесение изменений. Внесение изменений в конструкторскую документацию процесс непростой и ресурсоемкий, число этапов зависит от вида, сложности, масштаба изделия, отрасли и, разумеется, от характера изменений. Типовые этапы состоят из определения необходимости изменений, разработки изменений, проверки, испытаний, внесения в документацию, внедрения на производстве. В рамках статьи рассмотрим лишь аспекты, связанные с внесением изменений в электронную документацию CAD-системы, и взаимосвязь с автоматизированной средой. Предположим, возникла необходимость внесения изменений в утвержденные файлы изделия, по которым, естественно, существуют объекты «изделие». Изменения могут затрагивать отдельные детали, сборочный чертеж и т. п. Изменения должны вноситься в утвержденный файл, но до момента их утверждения данный файл