Работаем вместе

Успевают ли отечественные машиностроительные предприятия за стремительно идущими методологическими технологическими переменами? Представляем опыт "ОКБ Сухого".

Неофитов современной теории управления предприятием, возможно, шокирует высокой скоростью обновления словаря. «Частота кадров» настолько велика, что понятие, порой, не только не успевает принять форму стандарта, но и оставить сколько-нибудь отчетливый след в сознании пользователя. Примером может служить концепция CALS, которая, едва успев родиться в конце ХХ века, дважды поменяла заложенный в ней смысл и сегодня скрывается за аббревиатурой PLM. Успевают ли за этими переменами отечественные предприятия? Ответ на этот вопрос попытаемся получить на одном из наиболее успешных предприятий российского авиастроения — ОАО «ОКБ Сухого».

Несколько «правильных» слов

Евгений Савельевских, директор по информатике ОАО «ОКБ Сухого»

Эпохальная концепция разделения труда приобрела в последние десятилетия совершенно новое звучание. С одной стороны, современный рынок требует от производителей крайне высокого уровня кооперации, доходящей до глобализации. Этому во многом способствует развитие у потребителя постмодернистского стиля мышления, который предполагает, в частности, крайнюю индивидуализацию потребительских товаров. Но и в областях, традиционно удовлетворяющих корпоративный и государственный спрос, ощущается сильное влияние резко возросшей дифференциации и трудности решаемых задач. Необходим новый подход к коммуникациям между партнерами по производству, в том числе, к интеграции присущих им информационных структур. С другой стороны, современные ИТ, основанные на достигнутых возможностях компьютерной техники и средств связи, пережив период ажиотажного спроса, стали традиционным элементом культуры. Их необходимость для успешного ведения бизнеса стала очевидной, а доступность ограничивается лишь финансовыми возможностями заказчика. Таким образом, имеется реальный инструмент для предоставления информационных услуг бизнес-процессам, необходимым для поддержки кооперации на всех этапах «функционального» жизненного цикла изделия. Рациональное сочетание указанных потребностей и возможностей порождает новую идеологию ведения бизнеса — CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support) или, в более современной нотации, PLM (Product Lifecycle Management).

Прежде чем обратиться к отечественной действительности, следует сказать несколько слов о самой концепции. За термином «жизненный цикл» скрываются два понятия [1] — «маркетинговый жизненный цикл» (МЖЦ) и «функциональный жизненный цикл» (ФЖЦ). Если МЖЦ имеет отношение к поведению определенного вида продукции на рынке и завершается моральным износом и снятием с производства, то ФЖЦ связан с функциональным предназначением изделия и завершается физическим износом и утилизацией. Примером могут служить персональные компьютеры. Маркетинговый жизненный цикл систем на базе Pentium II завершился, однако физически они успешно эксплуатируются во многих организациях. Очевидно, завершение МЖЦ означает прекращение поддержки ФЖЦ.

Теме управления ФЖЦ посвящена значительная библиография. В частности, можно адресовать читателя к статье [2]. Возможно, наиболее полное и доступное изложение концепции CALS, ee структуры, корней и перспектив на русском языке можно найти на сайте www.cals.ru.

Поскольку концепция непрерывно развивается, необходимо договориться о терминах.

Начнем с основного определения. «CALS-технология — это комплексное понятие, объединяющее совокупность информационных и управленческих технологий, которые обеспечивают совместное функционирование механизмов поддержки всех этапов жизненного цикла изделия». В соответствии с мнением, выраженным в [3], будем отделять это понятие от технологий CALS, например CAD/CAM/CAE, которые используются на определенных этапах ФЖЦ.

Вероятно, нет необходимости представлять «ОКБ Сухого»; без этой организации невозможно представить себе отечественное авиастроение, а крупные экспортные контракты сделали ее видным участником международного авиарынка. Интерес руководства ОКБ к использованию современных ИТ на критических участках разработки имеет глубокие корни. Уже в 70-х годах его сотрудники использовали различные средства автоматизации проектирования. Некоторые наиболее трудоемкие расчеты были реализованы на имевшихся в то время компьютерах. Сегодня «ОКБ Сухого» входит в авиационный холдинговый комплекс (АХК) «Сухой». Глава АХК «Сухой» — генеральный директор ОАО «ОКБ Сухого» Михаил Погосян, является инициатором ряда крупных проектов, связанных с внедрением ИТ. Наш журнал уже рассказывал о некоторых шагах партнеров ОКБ по производству в освоении этой концепции [4].

Обсуждение подхода «ОКБ Сухого» к CALS следует предварить общей оценкой ситуации, сложившейся в конгломерате организаций, участвующих в проектировании и выпуске продукции. Утверждать, что здесь отсутствуют проблемы, будет неправдой, очевидной для любого, кто мало-мальски знаком с реалиями отечественной экономики. Проблемы являются общими для большинства отечественных промышленных предприятий и сила команды ОКБ не в их отсутствии, а в трезвом осознании и готовности решать их доступными ей современными методами. Следует также иметь в виду, что в объединении проектно-конструкторских и производственных единиц, традиционно связанных с понятием «самолеты Сухого», идут серьезные организационные преобразования, цель которых — рационализация системы управления контрактами; поэтому для определенности будем говорить о комплексе «Сухой», подразумевая совокупность тесно связанных хозяйствующих субъектов.

Рис. 1. Структура концепции CALS (по материалам www.cals.ru)

Принцип четырех «да»

Жизненный цикл изделий комплекса «Сухой» охватывает четыре основных этапа: проектирование, производство, послепродажное обслуживание и утилизация. Сегодня по историческим причинам наиболее проработаны первые два; рассмотрим их подробнее в рамках традиционного подхода к организации работ.

Научно-технический задел представляет собой интеллектуальный капитал предприятия и потенциальных партнеров, лежащий в основе всей дальнейшей работы. Аванпроект — традиционное для отрасли наименование тендерных предложений. Здесь отрабатываются варианты удовлетворения требований заказчика; из них выбирается базовый. Результаты выставляются на конкурс.

В случае заключения контракта переходят к «эскизному и техническому проектированию». На этом этапе выбираются конструктивные и технологические решения, по результатам математического моделирования уточняются прогнозируемые характеристики изделия, осуществляется создание его макета. Здесь определяется состав будущей кооперации исполнителей.

На этапе «создание проектно-конструкторской документации», которая является основным продуктом ОКБ, интегрируются решения конструкторов «Сухого» и смежников.

Рис. 2. Упрощенный жизненный цикл изделий комплекса «Сухой»

На этапе «технологическая подготовка производства» разрабатываются необходимые технологические процессы. Увязывание проекта с конкретным производством — один из наиболее трудоемких процессов, чреватый множеством ошибок. К примеру, однажды заложенный в конструкторской документации раскрой металла для обшивки самолета оказался нереализуем в серийном производстве, поскольку на заводе имелся только один необходимый для этого станок и единственный обслуживающий его сотрудник. На основании полученной технологической документации создаются опытные образцы для отладки функциональных возможностей изделия и проводятся стендовые испытания (например, в аэродинамической трубе).

Технологическая документация поступает на серийный завод; начинается этап «серийное производство» [4].

Чтобы дать некоторое представление о продолжительности этапа проектирования, отметим, что для военной техники он занимает пять-семь лет, для самолетов легкомоторной авиации типа «Су-26» — два-три года и, наконец, для гражданских самолетов новой продуктовой линейки — региональных самолетов средней дальности — около пяти лет.

Современные ИТ позволяют разработчикам и производителям существенно рационализировать всю цепочку работ. Остановимся на преимуществах, которые дает использование электронного описания изделия (ЭОИ), которое обеспечивает существование интегрированной информационной среды, необходимой для существования CALS.

«Да» виртуальному макетированию

Одним из камней преткновения в авиационной промышленности, особенно при выполнении военных заказов, всегда являлось требование создания физического макета изделия в натуральную величину. По окончании этапов эскизного и технического проектирования, представителям заказчика необходимо было наглядно убедиться, что продукция удовлетворяет условиям будущей эксплуатации (например, что среднестатистический сотрудник наземной службы сможет выполнить замену того или иного блока без дополнительных приспособлений). В отсутствии ЭОИ с возможностями 3D-моделирования, иным путем доказать это было невозможно. В настоящее время средства автоматизации позволяют провести анализ макета в теплой комнате у экрана дисплея, в интерактивном режиме используя «виртуального сотрудника». Это утверждение не распространяется на анализ эргономики кабины пилота. Данный этап работ требует физического макетирования не только на отечественных предприятиях, но и во всем мире. К сожалению, нет возможности «виртуализировать» пилота: он должен посидеть в кресле макета и убедиться, что в критической ситуации ничего не будет мешать его работе. Одной из проблем нефизического макетирования является отсутствие нормативной базы, которая могла бы узаконить виртуальную приемку результатов проектирования.

«Да» параллельному инжинирингу

Деятельность конструкторов на определенных этапах работы должна увязываться с деятельностью технологов, планирующих процессы серийного или опытного производства. В прошлом на этапе технического проектирования специалисты по основным технологическим процессам собирались в ОКБ, и начинался процесс совместной работы, осложненный бумажной формой представления проекта. При этом, чтобы технологи смогли начать работу, все конструкторы должны были завершить свою и объединить полученные результаты. С использованием ЭОИ у технологов появляется возможность приступить к разработке технологических процессов по мере завершения проектирования отдельных узлов и деталей, т. е. работать параллельно конструкторам. Получая доступ к электронной информации, они также имеют возможность работать с конструкторами в едином информационном пространстве и вносить корректировку, если обнаруживается выход за пределы возможностей производственной базы. Этот процесс реализует один из основных принципов CALS — принцип параллельного инжиниринга; он позволяет существенно сократить сроки выполнения контракта.

«Да» электронной документации

Еще одним тормозящим фактором в традиционной технологии является необходимость существенной переработки технической документации ОКБ при переходе к серийному производству. Прежде всего, требуется согласование номенклатуры конструктивных элементов принятой в ОКБ и на производстве. Также должен быть определен порядок сборки, наиболее адекватный возможностям конкретного завода. Скажем, иногда можно отказаться от части сборочных процессов за счет использования интегральных конструкций, аналогичных, например, блокам в строительстве. Кроме того, в серийном производстве порой появляется необходимость без потери качества заменить часть уникальных элементов (например, болты разной длины) типовыми, что может ускорить процесс выпуска изделий.

ЭОИ представляет собой исчерпывающее описание спроектированного изделия и фактически заменяет конструкторскую документацию. На его основе появляется возможность автоматизировать планирование технологических процессов. Таким образом выполняется еще один принцип CALS — принцип безбумажного представления информации (его полная реализация подразумевает применение электронно-цифровой подписи).

«Да» 3D-моделированию

Истинное «проклятье» отрасли — необходимость воспроизведения чрезвычайно сложных трехмерных поверхностей по двумерным чертежам. В частности, от качества работы на этом участке зависят аэродинамические свойства самолета. Традиционно здесь использовалась технология, получившая название «плазово-шаблонной». Она связана с физическим созданием трехмерных шаблонов для изготовления элементов сборки на производстве и несколько напоминает подгонку костюма в ателье «по фигуре». Кроме того, в рамках этого процесса происходило согласование результатов работы конструкторов, участвовавших в проектировании. Как бы высока ни была их квалификация, при объединении результатов непременно возникали «нестыковки». Это обстоятельство не является характерной особенностью отечественной промышленности. До обращения к использованию ЭОИ с этой проблемой боролись авиастроительные компании во всем мире. Детали для реализации этого процесса заранее изготовлялись с припусками и далее подгонялись, как у нас принято говорить, «по месту». Аналогичным образом происходило засверливание отверстий. Наличие в производственном процессе ЭОИ делает этот титанический труд просто ненужным. Согласование работы конструкторов происходит автоматически по мере проектирования отдельных узлов. Точность компьютерной увязки всех контуров в настоящее время составляет сотую долю миллиметра.

Когда в товарищах согласье есть

Процесс создания самолета и запуска его в серийное производство предполагает кооперирование большого числа исполнителей. Можно насчитать порядка двухсот субподрядчиков, из которых около дюжины определяют облик самолета. Основными системами, производимыми сторонними организациями, являются двигатель, шасси и бортовое радиоэлектронное оборудование. Производственная база комплекса «Сухой» создает планер и осуществляет сборку изделия.

В соответствии с идеологией CALS необходимо обеспечить информационную интеграцию всех участников выполнения контракта. Для комплекса «Сухой» эта задача имеет две составляющие — стандартизация информационного описания объекта проектирования и решение инфраструктурных проблем.

Так сложилось, что «ОКБ Сухого» и основные заводы-производители в Комсомольске-на-Амуре, Иркутске и Новосибирске независимо друг от друга выбрали один и тот же CAD-инструментарий — Unigraphics компании Electronic Data Systems вместе с PDM-системой IMAN. Ha их основе осуществляется создание и совместное использование ЭОИ конструкторами и технологами. Это соответствует концепции CALS, рекомендующей ориентироваться на готовые коммерческие программно-технические решения вместо собственных разработок. Таким образом, в связке ОКБ — производственная база; проблема информационной интеграции, в основном, решена. Сложнее обстоит дело со смежниками. До 90-х годов в эпоху существования государственного регулирования отрасли и госзаказа организация взаимоотношений с ними была «головной болью» МАП. Теперь же производственные объединения должны решать эти проблемы самостоятельно. Естественным вариантом решения является объявление тендерных торгов на выполнение отдельных частей контракта. Комплекс «Сухой» выдвигает непременное условие к конкурсантам — представлять результаты проектирования в электронном виде в формате Unigraphics или конвертируемом в него. Здесь есть несколько проблем. Во-первых, не всегда можно выбрать партнеров из-за ограниченности числа производителей. Во-вторых, в силу сложности объектов проектирования, конвертация из других систем часто происходит с ошибками. К счастью, ряд ключевых партнеров, в том числе крупнейший производитель двигателей «Сатурн», также пользуются Unigraphics. B настоящее время Погосян пытается инициировать на государственном уровне принятие нормативов информационного взаимодействия для отечественных участников отрасли и заказчиков. В то же время проведение международных подрядных торгов позволило привлечь к реализации контрактов зарубежных исполнителей. В первую очередь, это касается проектов, связанных с гражданской авиацией.

Инфраструктурная составляющая интеграции имеет для комплекса «Сухой» очень большое значение. Прежде всего, это объясняется географической удаленностью производственной базы от ОКБ. До последнего времени требования защиты информации и ограниченность средств не позволяли воспользоваться в полной мере возможностями Internet. Современные требования к уровню информационного взаимодействия заставили руководство компании разработать программу создания необходимой инфраструктуры. Она содержит четыре этапа: построение канальной инфраструктуры на основе арендованных каналов для обмена несекретной и конфиденциальной информацией; организация корпоративной электронной почты и единого закрытого адресного пространства; организация электронного документооборота с производственной базой; организация информационной поддержки параллельного инжиниринга. Первый этап должен быть завершен в этом году, по второму и третьему идет реализация пилотного проекта.

Искусство управлять

Наш рассказ будет неполным без рассмотрения управленческой составляющей CALS-технологии. Пересмотреть свою систему управления руководство «ОКБ Сухого» заставило фактическое исчезновение госзаказа в середине 90-х. К 1999 году с помощью сторонних консультантов был завершен анализ финансово-хозяйственной деятельности предприятия, были сформулированы три основных принципа его деятельности:

• завершать начатые контракты;
• получать деньги за выполненную работу;
• направлять часть полученных средств на финансирование инновационных процессов.

По результатам проведенного анализа была документально оформлена «Концепция организационного развития АООТ ОКБ «Сухой» на 2000-2002 годы». В ее основу легли положения стандарта ISO 9000 и основы управления проектами РМВОК, что соответствует базовым управленческим технологиям CALS — «управление проектами и заданиями» и «управление качеством».

Рис. 3. Структура интегрированной системы управления контрактами

При рассмотрении управленческих инициатив руководства компании в рамках концепции CALS следует иметь в виду, что «ОКБ Сухого», прежде всего, — проектная организация. Здесь наиболее эффективна матричная система управления, когда под каждый проект формируется команда исполнителей и один и тот же сотрудник может играть многие роли в различных проектах. В настоящее время компания выполняет порядка 50 контрактов, что, учитывая их сложность и большое число исполнителей, требует значительных усилий по планированию и ведению управленческой документации. Чрезвычайно актуальной становится задача автоматизации этих процессов. Для ее выполнения был разработан и запущен в реализацию проект создания «Интегрированной системы управления контрактами» (ИСУК).

В настоящее время вводится в промышленную эксплуатацию подсистема управления проектом на основе программного обеспечения Open Plan от Welcom Software. Проект выполняется совместно с компанией ЛАНИТ.

С его помощью планируются ресурсы и рассчитываются графики выполнения работ. Их количество в настоящее время приближается к пятистам тысячам. Каждый из нескольких тысяч сотрудников, выполняющих ту или иную работу из данного списка, имеет в системе личный номер. Таким образом весь процесс планирования может быть полностью автоматизирован. Фрагменты общего плана доступны группам исполнителей и являются для них руководящим документом.

Подсистема управления документированной информацией проходит стадию пилотного проекта, осуществляется попытка внедрения решения одного из отечественных производителей. Что касается управления бюджетом проекта, то здесь надо сказать несколько слов о финансовом управлении проектами и принципах формирования их бюджетов. Бюджеты проектов формируются методом встречного планирования — сверху спускаются лимиты финансирования, снизу поступают заявки на ресурсы и разрабатывается механизм согласования. В «ОКБ Сухого» используются элементы портфельного управления реестром проектов. Раз в месяц рассматриваются итоги исполнения бюджетов и, при необходимости, происходит их пересмотр. Для покрытия временного дефицита финансирования помимо привлечения внешних кредитов, в контуре оперативного управления бюджетами проектов применяется механизм переброски ресурсов внутри портфеля проектов — внутреннее кредитование.

Целью применяемых подходов является сокращение сроков проектирования и вывода изделия на рынок, что рассматривается «ОКБ Сухого» как ключевой показатель результативности (Кеу Performance Indicator, KPI).

B управлении бюджетами проектов можно выделить три проблемы. Во-первых, отсутствие полноценного единого информационного пространства не позволяет адекватно трансформировать укрупненные расчеты стоимостных показателей проекта, произведенные на стадии аванпроекта в конкретные показатели бюджета проекта для всей хозяйственной деятельности предприятия, затрудняет выполнение реальных расчетов на стадии аванпроекта. При оформлении контракта и формировании кооперации приходится выполнять детализированные расчеты практически «с нуля». Во-вторых, несовершенство управленческого учета, основанного в настоящее время на бухгалтерских данных, поступающих со значительным опозданием и не имеющих достаточного количества аналитических уровней, не позволяет эффективно управлять стоимостью проекта. В-третьих, недостаточно отлажено соответствующее информационное взаимодействие со смежниками. В ОКБ надеются, что разрабатываемый проект по внедрению системы класса ERP будет содействовать решению этих проблем.

«Птенцы» покидают гнездо

По окончании производственного цикла самолеты, подобно птенцам, покидают свое гнездо — комплекс «Сухой»; но в отличие от своих пернатых собратьев они нуждаются в пристальном внимании производителей. Жизненный цикл любой продукции включает в себя, как минимум, еще два этапа — послепродажное обслуживание и утилизация. Первому из них руководство АХК придает большое значение, его поддержка возложена на «дирекцию по эксплуатации и послепродажному обслуживанию». Особенностью планирования работ в этом направлении является тот факт, что их совокупность не укладывается в понятие проекта — отсутствуют ясные сроки и цели. Таким образом, они не могут быть охвачены методологией проектного управления, принятой на предприятии. Тем не менее основные задачи более или менее понятны, и пути их выполнения определяются уже на стадии эскизного проектирования. В первую очередь это относится к планированию обучения обслуживающего персонала и выпуска запасных частей на основе информации о сроках службы различных компонентов самолета. Кроме того, активно решается вопрос о создании электронной эксплуатационной документации — интерактивных электронных технических руководств. Это очень трудоемкий процесс, прежде всего, по причине структурной сложности объекта эксплуатации. Одним из достижений в этом направлении можно считать полностью завершенный документ «Руководство по монтажу и демонтажу двигателя». Здесь в трехмерной графике специалист может познакомиться со всеми деталями этого сложного процесса.

Было бы неверно сказать, что у предприятия нет обратной связи с заказчиками в послепродажный период. Солидный поток корреспонденции используется для решения оперативных задач обслуживания, но практически не поддается обобщению, например, для решения задач рационализации производства, так как имеет в основном «бумажную» форму.

Необходимость использования современных ИТ на этом участке работ хорошо понимает руководство холдинга. Инициирована организация центра логистической поддержки изделий в послепродажный период, создана концепция работы АХК «Сухой» в этом направлении. В целом реализация этих идей должна завершить комплекс работ по поддержке всего жизненного цикла как военных, так и гражданских самолетов.

Литература

1. Сергей Колесников. Новый ландшафт систем автоматизации. Открытые системы. № 6, 2003.
2. Наталья Дубова. Автоматизация от идеи до утилизации. Открытые системы. № 6, 2003.
3. Михаил Головко. CALS: трудное возвращение к эффективному сотрудничеству. Директор информационной службы. № 10, 2002.
4. Михаил Зырянов. Практика CALS. Директор информационной службы. № 11, 2002.

Работы по созданию интегрированных систем, поддерживающих жизненный цикл продукции, были начаты в 80-х годах в оборонном комплексе США. Новая концепция была востребована жизнью как инструмент совершенствования управления материально-техническим обеспечением армии Соединенных Штатов. Предполагалось, что реализация новой концепции, получившей обозначение CALS (Computer Aided Logistic Support — «компьютерная поддержка процесса поставок»), позволит сократить затраты на организацию информационного взаимодействия госучреждений с частными фирмами в процессах формализации требований, заказа, поставок и эксплуатации военной техники. Появилась реальная потребность в организации интегрированной информационной системы, обеспечивающей обмен данными между заказчиком, производителями и потребителями военной техники, а также повышение управляемости, сокращение бумажного документооборота и связанных с ним затрат. Доказав свою эффективность, концепция последовательно совершенствовалась, дополнялась и, сохранив существующую аббревиатуру, получила более широкую трактовку: Continuous Acqusition and Life cycle Support — «непрерывные поставки и информационная поддержка жизненного цикла продукции».

Является ли продукция EDS единственно возможным решением проблем авиастроения? Безусловно, нет. В той же «весовой категории» выступает еще несколько производителей. Ряд крупных иностранных авиастроительных компаний пользуются продукцией IBM — CATIA. B основном это касается гражданского авиастроения. Кроме того, на данном рынке представлена система компании Parametric Technology — Pro/ENGINEER. B ряде компаний отрасли используют систему CADDS производства Computervision.

Интегрированная логистическая поддержка самолета, общие принципы построения

В соответствии с международным стандартом DEF STAN 00-60, ИЛП сложного наукоемкого изделия состоит в реализации четырех основных процессов:

1. Логистический анализ самолета, проводимый на всех стадиях жизненного цикла.
2. Планирование процессов технического обслуживания и ремонта самолета.
3. Интегрированное планирование процедур поддержки материально-технического обеспечения.
4. Разработка мер по обеспечению персонала электронной эксплуатационной документацией.

Основная цель разработки и внедрения ИЛП — снижение стоимости эксплуатации. При этом за счет организации информационного обеспечения эксплуатации обеспечивается поддержание требуемого уровня безопасности, надежности, контролепригодности, ремонтопригодности, боевой готовности.