¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

9 июн€ 2010

Ѕудущее —јѕ–: Concurrent Engineering

Ћеонид  амалов

ќт редакции isicad.ru: ѕредставл€ем вниманию наших читателей статью Ћеонида  амалова, представленную на конкурс ј— ќЌ и получившую высокие оценки жюри.

ќб авторе

 амалов Ћеонид ≈вгеньевич - специалист по —јѕ– ј— ќЌ-¬олга. ќкончил ”ль€новский государственный технический университет (ћагистр техники и технологии по направлению Ђѕроектирование и технологи€ электронных средствї) и »нститут дополнительного образовани€ ”ль€новского государственного технического университета (—пециальность Ђ‘инансы и кредитї).

¬ведение

—егодн€шние технологии автоматизированного проектировани€ всеми своими достижени€ми об€заны набору подходов и методов, известному как CALS-технологии. ƒанна€ концепци€ возникла в середине 70-х годов в —Ўј в св€зи с необходимостью повышени€ эффективности управлени€ и сокращени€ затрат на информационное взаимодействие в процессах заказа, поставок и эксплуатации средств вооружени€ и военной техники. ѕервоначально аббревиатура CALS расшифровывалась как Computer Aided Logistic Support Ц компьютерна€ поддержка поставок.

Ѕолее широко известна€ расшифровка Continuous Acquisition and Life Cycle Support Ч непрерывна€ поддержка ∆÷ продукта (издели€) по€вилась позже. ќсновным же предметом CALS-технологии €вл€етс€ организаци€ безбумажного информационного обмена в области инженерного проектировани€. ƒанна€ технологи€ €вл€етс€ стратегической, иначе как объ€снить существование государственных комитетов и международных групп, посв€щенных данному вопросу. –абота над CALS-технологи€ми ведетс€ в большинстве индустриально развитых стран мира: —Ўј, ¬еликобритани€, √ермани€, —ингапур, ћалайзи€, »ндонези€,  итай, япони€, »нди€, –осси€. јпофеозом развити€ данной технологии к середине 90-х годов стало семейство стандартов STEP, IDEF и прочих, более специальных стандартов и методов, повсеместна€ стандартизаци€ и унификаци€ в проектировании и производстве. — тех пор на государственном уровне во многих странах считаетс€, что все проблемы в области CALS-технологии решены.

—овременные CAD-системы, к числу которых принадлежит  ќћѕј—-3D, поддерживают стандарты CALS. ќсновным обменным стандартом 3D-формата €вл€етс€ STEP. “акже реализована поддержка множества специализированных стандартов.   примеру, в  ќћѕј—-3D предусмотрена возможность чтени€ форматов файлов, полученных в eCAD-системах. ƒанна€ схема интеграции при помощи обменных файлов встречаетс€ наиболее часто. ќднако даже при использовании стандартных форматов обмена возникают неразрешимые трудности, поскольку кажда€ CAD-система по-своему истолковывает эти форматы.

  середине 90-х годов стало пон€тно, что есть проблемы, которые невозможно решить при помощи CALS-технологии. Ѕолее того, наличие большого числа стандартов сделало информационные системы негибкими. ћир вошел в информационную эпоху, экономика и производство стали глобальными. ќни стали требовать более тесного информационного взаимодействи€ между участниками процессов проектировани€ и производства, обострилась конкуренци€. ќтветом на эти требовани€ €вилась технологи€ параллельного инжиниринга Ч Concurrent Engineering.

ѕараллельный инжиниринг

ѕараллельный инжиниринг (Concurrent Engineering (далее CE) Ч конкурентное проектирование/параллельное проектирование/совместное проектирование) Ч совместна€ работа экспертов из различных функциональных подразделений предпри€ти€ на как можно более ранней стадии разработки продукта с целью достижени€ высокого качества, функциональности и технологичности за как можно более короткое врем€ с минимальными затратами. CE €вл€етс€, главным образом, выражением желани€ увеличить конкурентоспособность продукции за счет сокращени€ жизненного цикла издели€, а также повышени€ качества и снижени€ цены. Ќа рисунке 1 изображена обобщенна€ схема организации процессов проектировани€ и производства с использованием концепции CE.

—тадии производства в параллельном проектировании
–исунок 1. —тадии производства в параллельном проектировании.

 онцепци€ CE изначально предложена как возможное средство минимизировать врем€ разработки продукта. — тех пор в литературе по€вилось множество интерпретаций параллельного инжиниринга. —егодн€ CE в основном €вл€етс€ ориентиром. Ѕуква C расшифровываетс€ трем€ способами: Concurrent Ч конкурентный, Concurrent Ч параллельный, Collaborative Ч совместный, сотрудничающий. Ѕуква E сейчас обозначает множество функций управлени€ жизненным циклом издели€, начина€ от »нжиниринга (Engineering), Ёкономики (Economy) и заканчива€ электронным производством (E-production) и управлением предпри€тием (Enterprising). ќжидани€ от CE начинаютс€ от скромных улучшений производительности и заканчиваютс€ полной автоматизацией по принципу одной кнопки. CE это распараллеленный подход, замен€ющий длительный линейный процесс серийного проектировани€ и дорогосто€щих опытно-конструкторских работ. ќн нацелен на то, чтобы разработчики рассматривали с самого начала весь ход работы (от проектировани€ до управлени€ предпри€тием, включа€ функции компании по технической поддержке и утилизации).

»спользование стратегии CE требует, чтобы как можно большее число стадий выполн€лось параллельно. “акже CE приносит еще одну стадию в процесс создани€ издели€ Ч контроль себестоимости. Ёта важна€ характеристика, по сути, подчин€ет себе весь процесс с целью минимизировать издержки.

 лючевой стадией жизненного цикла €вл€етс€ стади€ проектировани€. Ћюба€ ошибка на этой стадии может дорого обойтись с точки зрени€ конструктивных изменений и вли€ни€ на процесс производства, задержек в выпуске продукции на рынок с потенциальной угрозой потери позиции на рынке и отзыва продута, значительными финансовыми потер€ми и потер€ми репутации компании. —ледовательно, должен быть сделан акцент на проектирование, чтобы удостоверитьс€, что продукт достигнет рынка безукоризненно и как можно быстрее. —делать правильно с первого раза, что тем более важно на глобальном рынке, возможно лишь с хорошим проектом.

 онцепци€ CE базируетс€ на нескольких основных принципах [CE Fundamentals Books by Biren Prasad, Phd, Prentice Hall, 1996, p. 164]:

  1. раннее обнаружение проблемы; чем позднее проблема обнаружена, больше сил и времени, а, следовательно, денег, уходит на ее устранение;
  2. раннее прин€тие решени€; на ранних стади€х гораздо больше возможностей вносить изменени€ в проект, Ђокно возможностейї гораздо шире;
  3. структуризаци€ работы; все процесс должен быть разделен на работы таким образом, чтобы кажда€ работа могла быть выполнена независимо от других, чтобы с ней справилс€ человек, компьютер или станок;
  4. тесна€ командна€ работа; позволит достичь оптимальных результатов с точки зрени€ объединенных знаний и представлений. —лаженна€ команда представл€ет собой нечто большее, чем просто сумма составл€ющих ее людей;
  5. использование знаний дл€ прин€ти€ решений; современные издели€ настолько сложны, что невозможно создать экспертные системы и системы поддержки прин€ти€ решений на все случаи жизни. ќднако знани€ и опыт человека всегда остаютс€ наиболее важным инструментом;
  6. взаимопонимание; если каждый член рабочей группы знает, чем зан€т другой, вс€ группа работает лучше. Ќапример, конструктор знает, с какими трудност€ми столкнетс€ технолог при изменении некоторых конструктивных параметров;
  7. владение; группы работают с энтузиазмом, когда она свобода в прин€тии решени€ и когда ей передаетс€ Ђвладениеї и ответственность за изделие, которое они производ€т;
  8. посто€нство цели; необходимо изменить свое мышление в сторону от показателей каждого конкретного отдела к показател€м всей компании в целом.  онцентраци€ на цел€х всей компании позволит каждому вносить свой вклад в общее дело.

CE в противовес традиционной модели  “ѕѕ

—равнение модели CE и традиционного подхода показано на рисунке 2.

—равнение модели CE и традиционного подхода
–исунок 2. —равнение модели CE и традиционного подхода.

ќчевидно, CE позвол€ет сэкономить много времени. “акже эта модель позвол€ет избавитьс€ от такой проблемы технологической подготовки как дорогосто€щие конструкторские изменени€. Ёто приведет к уменьшению себестоимости продукции.

—огласно традиционной модели, когда конструкторский проект готов, все отделы, включенные в производство продукта, должны следовать ему, несмотр€ на то, что их вклад в него сравнительно мал. Ќо насколько хорош может быть проект без участи€ экспертов предметных областей? ќчень часто команда разработчиков в традиционной модели не имеет достаточно знаний и умений, чтобы сделать продукт функциональным, высококачественным и технологичным.

ѕосле того, как конструкторский отдел завершает свою задачу, процессы производства начинают зависеть от конструкции продукта. —ледовательно, в случае низкого качества проекта, последующие процессы также будут низкокачественными. Ќапример, если производственный отдел получает деталь, которую трудно произвести вследствие низкого качества проекта, будет затрачено значительное врем€, чтобы изготовить ее. „тобы выполнить это, производственный отдел вносит такие изменени€ в исходный проект, как корректировка допусков или изменение количества деталей в проекте. ¬ то же врем€ изменени€ в конструкции могут быть либо не св€заны с изменени€ми в технологическом процессе, либо может быть уже слишком поздно изменить решени€, основанные на исходной конструкции. ¬ любом случае традиционна€ модель у€звима с точки зрени€ внесени€ изменений, они могут привести к ошибкам и финансовым потер€м, низкому качеству продукта и браку.

–исунок 2 показывает, что в то врем€ как методика CE начинаетс€ с установки целевой себестоимости, традиционна€ методика не имеет такой цели. ѕроектна€ группа CE сравнивает полученную себестоимость проекта с целевой стоимостью. ≈сли только достигнута€ себестоимость меньше или равна целевой стоимости, производство может быть запущено. “акой пор€док проектировани€ жизненно важен дл€ обеспечени€ конкурентоспособности на рынке. ќчевидно, что все недостатки традиционной модели можно преодолеть, использу€ модель CE. –азличие между двум€ подходами будет более очевидно, если рассмотреть полную себестоимость жизненного цикла издели€.

»нтегрированна€ разработка

CALS-технологи€ дает инструмент дл€ обмена готовыми результатами решений. Ёто всем известные сегодн€ форматы обменных файлов, которые поддерживаютс€ большинством CAD/CAM/CAE/CAPP/PLM системами. ќднако на практике доказано опытом многих инженеров, что данные форматы позвол€ют слишком мало, их использование зачастую усложн€ют жизнь. Ёто справедливо как в машиностроении и приборостроении, так и в архитектурно-строительном проектировании. Ќеслучайно, крупные холдинговые компании в своей корпоративной политике предусматривают использование —јѕ– одного вендора, чтобы все подразделени€ имели возможность работать в единой информационной среде.

— другой стороны разработчики —јѕ– также осознают необходимость более тесной интеграции между системами различного назначени€.   примеру, —јѕ– “ѕ ¬≈–“» јЋ№ может использовать 3D-модели, разработанные в  ќћѕј—-3D, дл€ ускорени€ проектировани€ технологических процессов. ƒругим примером может служить интеграци€ систем Ћќ÷ћјЌ:PLM и ¬≈–“» јЋ№, позвол€юща€ получать состав издели€ в систему проектировани€ техпроцессов без использовани€ обменных файлов.

”же сегодн€ программные продукты ј— ќЌ позвол€ют создать общее информационное поле, в котором работают специалисты различных предметных областей, включенные в процесс проектировани€ и производства.  орпоративные справочники ћатериалов и —ортаментов, —тандартных изделий, ”ниверсальный технологический справочник позвол€ют различным специалистам оперировать одними и теми же обозначени€ми, наименовани€ми, стандартами. —ледующим же шагом должно стать более тесное взаимодействие специалистов. «десь можно упом€нуть такие идеи, как конструкторское проектирование с учетом ограничений технологичности, задание конструкторских ограничений, в пределах которых технолог может вносить изменени€ дл€ достижени€ наилучшей технологичности.

“акже необходимо упом€нуть продвижени€ в архитектурно-строительном проектировании. —егодн€ при помощи  ќћѕј—-3D уже получены отличные результаты по трехмерному моделированию зданий и сооружений вместе со всеми инженерными коммуникаци€ми, а специалисты различных разделов строительного проектировани€ могут использовать в работе одну и ту же информационную среду. Ѕыстро развиваетс€ также концепци€ 2,5D-проектировани€, котора€, как показала практика, €вл€етс€ наиболее удобной дл€ строителей.

—ледующий шаг в этом плане должен быть сделан по направлению к цифровой модели здани€. ƒанна€ иде€ подразумевает, что не только проектирование, но и эксплуатаци€ здани€ поддерживаетс€ информационной системой. Ћќ÷ћјЌ:PLM имеет всю необходимую основу дл€ организации процесса проектировани€, отслеживани€ замены каких-либо узлов и элементов инженерных систем, проведенных в ходе строительства или капитального ремонта. Ћќ÷ћјЌ:PLM, име€ все необходимые данные об оборудовании и сроках его службы, позволит планировать капитальный ремонт здани€, или же замену оборудовани€. ј трехмерна€ модель здани€ позволит оценить также способы доставки замен€емого оборудовани€ до нужного места внутри здани€.

ѕри наличии трехмерных моделей здани€ возможно по€вление систем анализа потоков людей, что может быть крайне необходимо на случай пожара дл€ крупных общественных зданий.

ѕроцессный подход

Ќесомненно, обща€ информационна€ среда, использование одних и тех же сервисов и справочников позвол€ет получить большие выгоды. ќднако данные постулаты все же основываютс€ на иде€х индустриальной эпохи с ее стандартизацией и унификацией. —ледующий шаг должен быть сделан уже в век информационный, когда инструмент инженера вкупе с его знани€ми сам по себе обеспечат достижение оптимального результата с первого раза без задержек и ошибок. ј такой механизм невозможен без правильной организации всего процесса. ”правление же данным процессом и правила взаимодействи€ должна вз€ть на себ€ система управлени€ жизненным циклом издели€ и сегодн€ современные PLM-системы имеют все возможности дл€ этого.

  примеру, Ћќ÷ћјЌ:PLM содержит встроенную подсистему моделировани€ и анализа бизнес-процессов, призванную моделировать информационные потоки. —ледующим шагом должно стать полноценное развитие этой подсистемы в мощный механизм моделировани€ и анализа бизнес-процессов. ¬ стратегии CE на процессный подход делаетс€ большой упор. »де€ Ђлучшей параллельностиї в услови€х, когда задачи не €вл€ютс€ абсолютно независимыми, состоит в том, чтобы поместить каждую задачу как можно левее на диаграмме, при этом выполн€€ следующие пункты:

  1. ”становить приоритет каждой работы;
  2. ћинимизировать горизонтальное перекрытие работ;
  3. ћаксимизировать независимость работ.

Ўаг к параллельному проектированию в продуктах ј— ќЌ уже сделан. Ќапример, —јѕ– “ѕ ¬≈–“» јЋ№ V4 имеет функционал дл€ организации параллельного проектировани€ техпроцессов. ќднако наибольшую выгоду можно получить, если рассматривать и анализировать весь жизненный цикл от по€влени€ идеи какого-либо издели€ до его утилизации.   примеру, повсеместное внедрение энергосберегающих осветительных приборов, безусловно, позволит снизить энергопотребление, однако до сих пор не разработан механизм утилизации данных светильников, которые содержат ртуть. Ќе придетс€ ли нам впоследствии заплатить большую цену за сиюминутную выгоду?

—овременные исследовани€ в области анализа бизнес-процессов говор€т о том, что важно учитывать не только вопросы длительности цикла  “ѕѕ и производства, а также их себестоимости. ¬ажную роль играют вопросы безопасности и экологии. –оссийское, некогда либеральное законодательство, все больше ужесточаетс€ в этом плане.  роме того, необходимо проводить оценки процессов по таким критери€м, которые достаточно затруднительно выразить числами, например, привлекательный дизайн, удобство управлени€, удовлетворение потребител€ и т.д. ѕомимо этих критериев важно также по ходу процесса уметь принимать решени€ в услови€х, когда и цель и исходные данные обозначены приблизительными, нечеткими выражени€ми. Ќапример, поставщик может сообщить, что поставки комплектующих состо€тс€ в течение двух недель.   этому моменту нужно спланировать проведение сборочных операций. »ли же тепла€ погода устанавливаетс€ в апреле-мае мес€це. Ќа какую дату планировать отключение отопление производственных помещений и проведение ремонта оборудовани€?   этой дате нужно подготовить ресурсы дл€ решени€ данных задач. ќдним словом, в процессах проектировани€ и производства возникает масса вопросов подобного плана.

ќчевидно, что будущее системы управлени€ жизненным циклом Ћќ÷ћјЌ:PLM св€зано с интеллектуализацией в плане моделировани€ и анализа бизнес-процессов. јктивно развивающийс€ сегодн€ аппарат нечеткой логики позволит более точно и гибко управл€ть процессами проектировани€ и производства, нежели сегодн€шние механизмы веро€тностного анализа. ‘ундаментальное различие между пон€ти€ми веро€тности и нечеткости было еще обозначено в 70-е годы. ќднако только в последнее врем€ интеллектуальные системы научились справл€тьс€ с подобного рода задачами.

«аключение

¬ конце данной статьи хотелось бы резюмировать вышесказанное, перечислив основные направлени€ развити€ программных продуктов ј— ќЌ, которые по представлению автора будут происходить в русле последних достижений в области информационных технологий, а также с учетом опыта использовани€ продуктов класса CAD/CAM/CAE/CAPP/PLM в –осси и за рубежом:

  1. »спользование процессного подхода к проектированию и производству. «десь же можно упом€нуть о распараллеливании большинства проектных операций. Ёто позволит оптимально спланировать все процессы, что становитс€ все более важно с по€влением продукта класса MRP II.
  2. “есна€ интеграци€ приложений на уровне дерева решени€, а не на уровне результатов решени€.  ќћѕј—-3D, ¬≈–“» јЋ№ и Ћќ÷ћјЌ:PLM используют представление решений в виде дерева. Ќеобходимо полностью использовать все плюсы данного подхода в плане интеграции.
  3. »нтенсивное взаимодействие участников процесса проектировани€ и производства. ќбмен сообщени€ми, задани€ми, согласование, рецензирование в электронном виде возможно уже сегодн€. “ехнолог должен иметь возможность вносить изменени€ в пределах, которые не нарушают конструкторской целостности проекта, а конструктор должен иметь возможность учитывать технологические ограничени€. Ёто вектор развити€, обозначенный как правила проектировани€, подразумевает интеграцию конструкторских и технологических систем.
  4. јнализ процессов с учетом, в том числе, нечетких данных и поддержка прин€ти€ решени€. Ёффективное планирование и организаци€ процессов невозможно без данного механизма. ѕосто€нное улучшение процессов также невозможно без обратной св€зи, когда результаты де€тельности вли€ют на планирование.

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ”даленка мобилизует работающих в информационных технологи€х
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.