Пятилетка PDM

Руководство петербургского завода «Арсенал» начало поиск подходящей PDM-системы в 1999 году. За прошедшие пять лет не все получилось, как хотелось.

Руководство петербургского завода «Арсенал» начало поиск подходящей PDM-системы в 1999 году. За прошедшие пять лет не все получилось, как хотелось. Однако эффективность вложений в разработку PDM-системы оказалась достаточно высокой: пилотный проект предприятию удалось осуществить с минимальными затратами.

В числе главных задач в сфере применения информационных технологий, возникших в процессе реорганизации машиностроительного завода «Арсенал», было внедрение PDM-системы и интеграция ее с программными комплексами, используемыми на заводе.

«ИТ-служба завода не должна заниматься разработкой программного обеспечения. Желательно покупать и настраивать тиражируемые продукты. Однако из-за отсутствия готового отраслевого решения его разработкой занялась команда проекта». — Виктор Кучерявых, начальник управления информационных систем ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал»

В 1999 году руководство завода провело детальный маркетинговый анализ рынка PDM-систем. В результате начальник управления информационных систем ОАО «Машиностроительный завод «Арсенал» Виктор Кучерявых предложил развернуть автоматизированную систему технологических производственных процессов на базе решений минской фирмы «Интермех». Для управления конструкторской документацией предполагалось использовать продукты Search и AVS, для организации базы данных —систему Imbase, для документирования разработки операционных технологических процессов — решение TechCard. (Следует заметить, что технологи завода выступали за TechCard, а конструкторы на тот момент не были готовы к формулированию своих требований.)

Однако от этой идеи пришлось отказаться, поскольку на петербургской выставке «Инвеком», которая прошла в конце 1999 года, выяснилось, что в их программном комплексе компании «Интермех» отсутствует управление конфигурациями (варианты исполнения и номера конкретных изделий в модель данных не заложены). Добавление этой функции в то время даже не планировалось.

«Арсенал» полностью от сотрудничества с минской фирмой не отказался. За время реализации проекта завод приобрел у компании «Интермех» 18 лицензий для работы с системами TechCard, Search (управление конструкторской документацией) и СУБД Imbase, настройки помог выполнить петербургский партнер — «НИП-Информатика». Тем не менее специалистам завода пришлось заново провести анализ предложений поставщиков PDM-систем.

«Мы рассматривали, в частности, продукт Party+. Однако в качестве инструмента для разработки PDM уже приняли OpenDOCs, и в связи с этим не понятно было, как можно интегрировать данный продукт с CAD-системами. Также отказались от предложений PDM-систем в составе решений компаний SAP и Baan, поскольку на тот момент они не были локализованы. К тому же, если бы мы выбрали продукты Baan, нам пришлось бы выполнять самим настройку функционала разработки отчетов в соответствии с требованиями ЕСТД. В результате из предлагаемого тогда на российском рынке небольшого перечня PDM-подобных решений был сделан единственно возможный на тот период выбор — PDM SmarTeam», — говорит Кучерявых.

В середине 2000 года с компанией «БиПитрон», поставщиком SmarTeam, был подписан договор о поставке решения. Еще до заключения соглашения в управлении информационными системами была создана группа специалистов — участников проекта, в которую входили представители различных отделов и специалист по САПР. Администратор корпоративной базы данных Илья Музычук был выбран в качестве основного «владельца» проекта.

В октябре 2001 года с целью реинжиниринга бизнес-процессов в инженерных службах (конструкторских бюро и оперативно-технических группах) и реализации проекта в части инженерной подготовки был создан технический центр. Вслед за этим состав команды, реализующей данный проект, расширился. Было последовательно приобретено сначала три, затем две лицензии для тестирования решения, а после перевода его на сервер еще три лицензии. Решено было сначала обучать пользователей работе в CAD (SolidWorks), а потом в CAD под управлением PDM. В первой половине 2004 года две группы конструкторов прошли обучение работе в SolidWorks под управлением PDM SmarTeam в варианте отраслевого решения. В качестве управляемых объектов выступают не только файлы трехмерных и двухмерных систем, но и растровые файлы с чертежами.

Дальнейшее увеличение количества лицензий произошло после ввода в эксплуатацию центра обработки данных в августе 2004 года и наращивания в связи с этим вычислительных мощностей: нагрузка на PDM-систему распределяется между пятью серверами (раньше систему «тянул» один). Заодно проведена работа по миграции данных. Сейчас осуществляется интеграция с Microsoft Project. Создан совместно с Политехническим университетом и функционирует учебный центр.

В ближайшее время предполагается переход на новый релиз SmarTeam с корректировкой модели данных и формирование ядра корпоративной базы данных (там хранятся описания конструкции и «маршрутной» технологии) под управлением PDM. В центре обработки данных можно промоделировать работу по созданию электронного архива конструкторской и технологической документации, а впоследствии осуществлять полноценную работу с растровыми документами (сканированными чертежами сторонних организаций и т. п.).

«Ранее проект реализовывался на одном сервере, а это большой риск. Не рекомендовал бы это делать другим, поскольку при выполнении настроек на предприятии необходимо на аппаратном уровне «разносить» работу группы настройки и тестирования решения. Однако у нас не было другого выхода», — говорит Кучерявых.

Занялись не своим делом

В начале реализации проекта ИТ-специалисты «Арсенала» пытались подобрать готовые решения, базирующиеся на SmarTeam, которые можно было бы использовать без существенных доработок. Однако на тот момент таковых не нашлось.

Особенность «Арсенала» — единичное производство, проектирование и изготовление на заказ сложных изделий, жизненный цикл которых достигает двух десятков лет. В одном изделии может быть более 100 тыс. деталей и сборочных единиц. В такой ситуации довольно сложно «разруливать» информационные потоки, поэтому к системам предъявлялись особые требования.

«Все исследуемые системные реализации не имели четкой, продуманной структуры классов объектов инженерных данных. Также отсутствовала система идентификации объектов. Не представлялось возможным однозначно, корректно и быстро присвоить объекту его идентификатор. Это обусловлено фактическим отсутствием правил идентификации или невозможностью их настройки на отечественные стандарты. Кроме того, не были предусмотрены правила работы в многопользовательской среде (права пользователей, их иерархия, профили, набор приписываемых пользователям функций). Другими словами, не было для предприятий нашего профиля отраслевого решения», — вспоминает Кучерявых.

По его мнению, ИТ-служба завода не должна заниматься разработкой программного обеспечения. Желательно покупать и настраивать тиражируемые продукты. Однако из-за отсутствия готового отраслевого решения его разработкой занялась команда проекта.

Нормали без системы

В процессе реализации проекта команда внедренцев сталкивалась и с другими серьезными проблемами. Одна из них касается практически любого отечественного машиностроительного предприятия, имеющего свое конструкторское бюро. Дело в том, что в России отсутствует более или менее формализованная система построения идентификаторов (обозначений) нормалей. То же самое можно сказать про сортамент и материалы. Нормалью специалисты «Арсенала» называют геометрический объект, свойства которого описаны стандартами (например, крепеж). Нормалью также может считаться и элемент детали (отверстие, резьба).

Еще до заключения соглашения в управлении информационными системами была создана группа специалистов — участников проекта, в которую входили представители различных отделов и специалист по САПР. Администратор корпоративной базы данных Илья Музычук был выбран в качестве основного «владельца» проекта.

Отсутствие системы построения идентификаторов делает невозможным эффективное управление инженерными данными в рамках объектно-ориентированной системы. Поэтому в основу собственной системы идентификации нормалей завода «Арсенал» были положены те же фундаментальные принципы, что и при идентификации конструкторской документации.

Решать данную проблему также пришлось самостоятельно. Правда, при этом использовался опыт других предприятий. Специалисты завода «Арсенал» изучили работу с библиотеками стандартных изделий на базе решений минской компании «Интермех» и петербургской фирмы «Глосис», а затем создали технологию работы с таблицами параметров нормалей и параметризованными моделями стандартных изделий в SolidWorks (в качестве CAD может выступать любая параметризованная система этого класса). Кроме того, они разработали интерфейс, позволяющий пользователям (как в среде PDM-системы, так и вне ее) создавать параметрические модели нормалей с универсальным идентификатором. При этом для пользователя создана среда, которая максимально приближена к привычной для него работе с текстом стандарта. Такой подход позволил формализовать и упростить управление данными, извлекаемыми из стандартов, перенеся его в среду SmarTeam.

Работа с людьми

Обычные для подобных задач сложности возникли при написании модулей интеграции командой ИТ-специалистов завода. Эти трудности были связаны с отсутствием документированного программного интерфейса в приложениях и незаинтересованностью разработчиков в предоставлении описания внутренней структуры приложения и базы данных. Тем не менее, как считает Кучерявых, если учитывать такие параметры, как время и затраты на выполнение задачи, то написание модулей интеграции разумнее осуществлять группой внедрения предприятия, чем сторонними специалистами.

Конечно, при этом возникают дополнительные проблемы в организации работы команды внедренцев. Однако, если к их решению подойти правильно, эти проблемы окажутся достаточно простыми. Всякий крупный проект имеет иерархическую структуру и, следовательно, представляет собой дерево подпроектов (например, узлов, подсборок), поэтому команда проектантов на «Арсенале» строится по иерархическому принципу. Все объекты (узлы) в дереве, равно как и операции над ними, связаны зависимостями, как прямыми, так и обратными. Эти связи могут быть вертикальными или горизонтальными, сильными или слабыми, но все они подчиняются некоей общей алгоритмической логике проектирования.

Для того чтобы эти связи не нарушались, важно было не допустить текучки кадров среди специалистов, занимающихся внедрением. «Когда на ИТ-службу ложатся задачи разработки критически важного ПО, необходимо сохранять костяк команды. Приходится также работать с теми сотрудниками завода, которые уже используют PDM-систему или будут делать это в перспективе. Однако активного сопротивления с их стороны не было.

По словам Кучерявых, на заводе у ИТ-службы есть партнеры — главный технолог, главный конструктор, главный металлург и т. д. Если провести согласование конструкторской документации ключевыми специалистами, то все будет работать.

Успеху проекта во многом способствовало деятельное участие в реализации проекта генерального директора завода «Арсенал» Сергея Королева (в недалеком прошлом — первый заместитель генерального директора). Кроме того, сложившаяся на предприятии возрастная структура сотрудников благоприятствовала внедрению новых технологий. На заводе основные специалисты — люди солидного возраста, а в последнее время начался приток молодых сотрудников. Промежуточного возрастного звена сотрудников почти нет. Это несколько снижает противодействие процессу информатизации. По мнению Кучерявых, затратив много усилий на освоение старой технологии работы, специалисты среднего возраста не горят желанием переучиваться. Они в большинстве своем не хотят соглашаться с тем, что работникам, занимающимся инженерной деятельностью, необходимо постоянно учиться. Именно среди специалистов среднего возраста преобладают консерваторы по характеру, которые не склонны к обучению и понимают, что в случае перехода на новую технологию им грозит увольнение. Можно вспомнить, что такие работники составляли основу движения луддитов в Англии во времена изобретения ткацкого станка, которые ломали новое оборудование, борясь за сохранение своих рабочих мест.

При отсутствии явного саботажа будущие пользователи фактически превращаются в союзников, в тесной коалиции с которыми ИТ-специалисты делают общее дело. Партнерство налажено даже с теми, кто, несмотря на все инструкции, умудряется выполнять неправильные операции. На заводе есть один сотрудник, который обязательно сделает «шаг в сторону», если для этого есть хоть какая-то теоретическая возможность. Он незаменим при проведении тестирования внедряемых программных комплексов.

«У нас наблюдается дефицит компьютерного оборудования. Потребность в новой технике немного впереди фактических поставок. Пользователи часто сами инициируют поставки компьютерной техники», — говорит Кучерявых.

Модули для интеграции

За прошедшие годы большой текучки ИТ-специалистов на заводе не было, что позволило решить многие сложные задачи. В частности, осуществлена стыковка PDM-системы с большинством других установленных и внедряемых на заводе программных комплексов.

Одной из самых сложных задач, без решения которой никак нельзя было обойтись, являлась интеграция CAD SolidWorks с системой проектирования технологических процессов TechCard. Для получения нужного результата представителям ИТ-службы завода пришлось много переписываться с разработчиками TechCard.

Специалистами завода было создано два модуля. Один из них обеспечивает запись данных в файл модели SolidWorks из системы PDM SmarTeam, второй — загрузку данных из файла модели SolidWorks в систему документооборота Search, которая тесно интегрирована с системой проектирования технологических процессов TechCard и может передавать параметры в базу данных TechCard. В будущем предполагается создать модуль, который сможет записывать данные в базу данных TechCard напрямую. Важно отметить, что после тестовой эксплуатации количество передаваемых параметров было уменьшено, так как некоторые из них невозможно использовать в TechCard.

«Часто возникает ситуация, когда два пользователя работают с двумя приложениями, из которых одно общее. Очевидно, что в таком случае необходимо использовать это общее приложение в качестве шлюза для передачи данных. На «Арсенале» пользователи-технологи применяют программные продукты SolidWorks (трехмерное моделирование) и TechCard (проектирование технологических процессов), в то время как пользователи-конструкторы — SolidWorks и PDM SmarTeam. Благодаря общему приложению (SolidWorks) у нас был организован обмен информацией о деталях, сборке или изделиях. Этот подход имеет свои достоинства и недостатки. С одной стороны, для обучения пользователей требуется меньше материальных затрат, экономятся средства на дополнительные лицензии, обеспечиваются синхронизация и единообразие инженерных данных. С другой — трудозатраты на написание модулей и защиту данных относительно высоки. Кроме того, не просто решать задачу по полной передаче неискаженных данных, так как промежуточное приложение может снижать их информативность или ограничивать возможности передачи данных определенных типов. Однако преимущества с лихвой перекрывают недостатки», — уверен Кучерявых.

Пока не удалось осуществить интеграцию PDM-системы с системой проектирования электрических и электронных схем. Однако первые шаги и в решении этой проблемы уже сделаны: работы ведутся на уровне управления состоянием файлов на различных стадиях жизненного цикла документа. В конце июня были готовы первые экземпляры объектов — электрических схем, созданных в PCAD под управлением SmarTeam.

Промежуточные результаты

Промышленная эксплуатации созданной PDM-системы началась в августе после того, как был введен в эксплуатацию центр обработки данных. Система должна существенно повысить эффективность работы конструкторов и технологов, а также обеспечить авторизацию и прозрачность при работе с конструкторской документацией. Она также позволяет избежать вредных и исправительных операций с минимизацией разработки конструкторской документации участниками процесса документирования за счет однократного ввода объектов при их создании.

Функции и полномочия определяются в SmarTeam для каждого пользователя в соответствии с его профилем — ролью в процессе создания и оформления конструкторской документации. Управление растровыми документами благодаря надстройкам SmarTeam, разработанным сотрудниками «Арсенала», происходит в общем порядке, по утвержденным правилам документооборота. Также значительно упростилась работа пользователей (разработчиков и читателей) с частью нормативно-технической документации.

В то же время не все идет так, как хотелось бы. Неудовлетворение руководителей завода вызывают в основном темпы внедрения, которые определяются не только качеством работы ИТ-команды, но и процессами преобразований в инженерных службах и формирования нового поколения инженерно-технических работников на машиностроительном предприятии. Кроме того, имеются необоснованные ожидания со стороны некоторых категорий пользователей.

«В конструкторско-технологических кругах бытует мнение, что компьютерные технологии «могут все», но «злые» программисты не хотят открывать своих профессиональных секретов. Правда в том, что современный конструктор или технолог, имеющий дело с программным обеспечением, должен знать хотя бы основы алгоритмики. Ведь никто, кроме пользователя (в нашем случае — инженера) не может оптимально настроить «под себя» свой инструмент. Нужно этот инструмент хорошо знать и уметь им пользоваться», — считает Кучерявых.

Тем не менее настройки для эффективного управления процессами создания конструкторской документации и «маршрутных» технологических процессов готовы к работе, а эффективность вложений (соотношение затрат и результатов) в PDM-систему оказалось достаточно высокой, — по мнению Кучерявых, одной из самых высоких по аналогичным проектам среди машиностроительных предприятий России.

Дмитрий Желвицкий — специальный корреспондент издательства «Открытые системы» в Санкт-Петербурге, zhd@peterstar.ru

Машиностроительный завод «Арсенал»

Предприятие основано в 1711 году указом Петра I как пушечные литейные мастерские. За последние годы «Арсенал» прошел сложный путь от государственного предприятия до частной компании, которая при высоких требованиях к качеству сложнейших машин стремится обеспечивать конкурентные цены. Сегодня завод в числе лидеров в области изготовления и поставки современного артиллерийского вооружения и пусковых установок для вооружения надводных кораблей различного водоизмещения и назначения в России. Предприятие также создает различные космические аппараты и имеет прочие виды деятельности. На «Арсенале» работает около 2 тыс. сотрудников.

На заводе развернуты заготовительное, инструментальное производство, механообработка, сборка и испытания изделий. Общий объем инвестиций завода в модернизацию производства в 2004 году составит 5 млн. долл. В программу по созданию автоматизированной системы управления производством предполагается вложить 1,5 млн. долл.