Цифровой прототип в PLM

В последние месяцы в отраслевой «сапристской» прессе развернулась по сути негласная дискуссия о том, как концептуально должна быть утроена система автоматизации инженерной деятельности. У набирающей в последние годы популярность концепции комплексного управления жизненным циклом продукта (PLM) несколько неожиданно появилась альтернатива в виде концепции цифрового прототипа изделия (digital mock-up) и сторонником этой идеи стал один из лидеров мирового САПР-сообщества – Autodesk . Давайте разберемся так ли нова эта концепция и тем более так ли она противостоит идее PLM?

О том, что такое PLM я уже писал ранее в одноименной статье в журнале «Инновации Технологии Решения». Тем не менее не будет лишним лаконично сформулировать основные принципы еще раз. В фундаменте PLM лежат три краеугольных камня:

• цифровая модель-прототип изделия (не путать изделие с продуктом!!!)
• модели процессов, связанных с его жизненным циклом – производством, эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом и, наконец, утилизацией
• модели ресурсов, вовлеченных в жизненный цикл продукта

Все эти три компоненты, объединенные связующим – единой системой документооборота (PDM)и образуют систему PLM, обеспечивающую возможность оптимизации продукта с учётом всех ипостасей его жизненного цикла и, тем самым, добиваться максимального качества при адекватной стоимости.

Сторонники концепции достаточности цифрового прототипирования утверждают, что именно модель изделия является главным, наиболее существенным компонентом, а остальные подсистемы в лучшем случае – служебные, а зачастую просто излишние. Я думаю, что в этом кроется если не заблуждение, то некоторая доля маркетингового лукавства.

На блок-схеме выше все три компоненты изображены одинакового размера, равноправными. На самом деле, доля «влияния» каждой из трех компонент PLM сильно зависит от отрасли, типа продукта, самого рынка, для которого этот продукт предназначен. И доля эта может меняться в весьма широких пределах. В математике есть такой прием как «доказательство от противного», воспользуюсь им для того, чтобы показать, что существуют целые классы продуктов, где влияние цифрового прототипа не так велико, но применение PLM-технологий тем не менее крайне полезно и эффективно. Отвлечемся на минут от привычной обстановки машиностроительных изделий.

Итак, рассмотрим пример производства... парфюмерии. Да-да, тех самых духов. В этом случае цифровой прототип практически невозможен в принципе. Рецептура будущего продукта определяется сугубо органолептически, живым экспертом. Тем не менее – продукт-то есть! И для успешной реализации продукта необходимо довольно строго промоделировать технологические процессы, обеспечивающие соблюдение рецептуры и запаха в миллионах бутылочек, которые мы дарим нашим прекрасным дамам. Финансовый успех продукта во многом зависит (а следовательно требует оптимизации) от потоков порой сотен различных ресурсов – от собственно химических компонент, до упаковки, электричества, транспортных операций. То есть – налицо целесообразность применения PLM совсем без цифрового прототипа!

Чтобы меня не упрекнули в «вычурности» приводимых примеров – обращусь к менее радикальному примеру из области сугубо машиностроительного производства. Более того, это брутально иной мир, нежели запах Шанели №5 – производство боеприпасов. Чем же оно так характерно? А тем, что конструкция например 152-мм снаряда к гаубице не меняется десятилетиями, такова специфика, но тиражи выпуска исчисляются миллионами и десятками миллионов штук. Таким образом, цифровой прототип нам нужен (или был нужен) на очень коротком промежутке времени, затем десятилетиями мы можем оптимизировать наш бизнес только совершенствуя технологии и логистику производства, снижая его материало- трудо- и энергоемкость. Снова – роль «синего квадратика» не так велика, тем не менее мы имеем дело с полноценной задачей PLM.

Без особого труда можно найти примеры продуктов и даже целых отраслей промышленного производства, где в оптимизации бизнеса будут «преобладать» те или иные компоненты жизненного цикла, но сегодня мы говорим о роли цифрового прототипа. Его роль во многих отраслях, таких как сложное машиностроение, особенно авто- судо- авиастроении – просто неоценима и безусловна, тем не менее, говоря о PLM не стоит на нем зацикливаться, впрочем как и не стоит противопоставлять технологии цифрового прототипа всей концепции PLM.

Чтобы не прослыть «одиноким гласом вопиющего в пустыне» хочу привести мнение эксперта PLM мирового уровня, в компетенции которых трудно усомниться. Вот как прокомментировал в нашей деловой переписке ситуацию Кен Аманн (Ken Amann) , лидер информационно-аналитического агентства CIMdata (www.cimdata.com)

Концепция цифрового прототипирования существует уже много лет. На самом деле, в ходе развития PLM, виртуальное или цифровое прототипирование развивалось многими поставщиками. Цифровое прототипирование, коротко говоря, означает возможность спроектирвать и промоделировать продукт в цифровом виде, используя приложения из области MCAD/ CAE, такие как CATIA, NX, Pro/E или Inventor.

PLM включает в себя цифровое прототипирование как составную часть проектирования и моделирования всего жизненного цикла продукта. Все основные поставщики PLM имеют в своем арсенале такие решения.

Впрочем, я бы не стал воспринимать и трактовать слова г-на Амана буквально, тем более, что в октябрьском ежемесячном отчете CIMdata он дает более развернутое толкование своей позиции. Мне видится, что нынешнее выпячивание роли, даже провозглашение достаточности цифрового прототипа самого по себе – лишь временная дань текущим маркетинговым программам, во многом обусловленным имеющейся в наличии поставщиков номенклатуре продуктов. За всем этим кроется гораздо более глубокий и целесообразный процесс развития. Текущее положение дел, на мой взгляд, стоит рассматривать в первую очередь как серьезный шаг в сторону комплексных решений или интегрируемости в них. Для миллионов (не будем забывать и эту цифру) пользователей решений Autodesk даже переход от традиционных чертежей и разрозненных моделей к полноценной цифровой модели изделия будет серьезным технологическим прорывом. По мере появления у Autodesk и его партнеров необходимых программных компонент, либо интеграции с имеющимися решениями сторонних поставщиков будут меняться и маркетинговые лозунги и концепции. С этой точки зрения осознание самой ценности цифрового прототипа, как необходимой составляющей, нужно расценивать скорее именно как шаг в направлении к PLM, несмотря на текущие рекламные позиции.

Этот тезис – не выдумка автора, вот что говорит идеолог PLM, Франсис Бернар (Francis Bernard) , основатель компании Dassault Systemes, руководившему работами по созданию первой в мире трехмерной САПР CATIA.

Совершенно очевидно, что Autodesk пытается перейти от CAD/CAM к PLM подобно тому, как это сделала несколько лет назад компания Dassault Systemes. Им необходимо заявить о таком намерении, чтобы сохранить своих клиентов во время перехода от двумерного проектирования к трехмерному и затем – от 3D к PLM. Цифровое прототипирование – это ядро PLM. Оно позволяет вам смоделировать реальный мир на компьютере («в цифре»), беря в расчет сразу несколько факторов.

Я думаю, что мсье Бернар хорошо знает, каким путем и почему приходят к идее PLM, ведь он-то этот путь уже однажды прошел. Прошел первым...

практическое подтверждение этого тезиса в интервью вице-президента Autodesk Роберта Кросса (Robert Kross), которое он дал порталу MCAD online

Я полагаю, что наши цели похожи (на цели PLM), однако мы используем другую терминологию, предпочитая говорить на языке, привычном нашим клиентов. Сегодня центром приложения наших усилия являются средства симуляции. Определенно мы (Autodesk) намерены приобрести еще несколько готовых решений в области симуляции.