Простое согласование сложного производства.
Управление жизненным циклом изделия в области электротехники.
PLM-решения для создания высокотехнологичных изделий

Концептуальный подход в области управления жизненным циклом изделия

PLM-системы представляют собой комплексное решение, обеспечивающее, с одной стороны, интеграцию процессов и ресурсов, а с другой — данных и различных информационных систем (рис. 1). Такой подход позволяет с помощью набора решений поддерживать совместную разработку, менеджмент, обмен, распространение и использование информации об изделии и управлять ею на протяжении всего жизненного цикла — от концепции до утилизации.

Рис. 1. PLM-управление жизненным циклом изделия

На предприятиях, выполняющих наукоемкие проекты, характеризующиеся многономенклатурностью изделий и длительным циклом разработки, наиболее актуален вопрос организации совместной работы множества удаленных участников, взаимодействующих между собой в проекте по созданию изделия. Следовательно, необходимо обеспечить интеграцию, преемственность и совместное использование информации, порождаемой на всех этапах жизненного цикла изделия, то есть реализовать создание и поддержку единого информационного пространства.

Взаимодействие и совместная работа, нахождение в едином пространстве, сквозное параллельное проектирование и подготовка производства являются самой трудоемкой задачей при организации электронного проектирования сложного изделия. Причем, когда мы говорим о сквозном управлении, следует иметь в виду двунаправленное взаимодействие информационных потоков: от проектирования к производству и от производства к проектированию. Изменения проектной документации должны корректно отслеживаться в производстве и в свою очередь в электронном макете. Изготовитель должен точно знать, в какой конфигурации выполнено изделие, эта информация будет востребована на этапе обеспечения послепродажной поддержки и формирования актуальной для данного изделия интерактивной электронной эксплуатационной документации.

При создании сложных технических изделий предприятия стремятся к снижению сроков и себестоимости, повышению технологичности и безопасности — таковы основные задачи, стоящие перед разработчиком. Для их успешной реализации требуется немало усилий, которые влекут за собой реорганизацию процессов выпуска и технического обслуживания продукции с использованием современных информационно-технических решений, внедрение новых технологий, применение автоматизированных систем на всех этапах разработки изделия и современного автоматического оборудования, развитие собственных технологий, повышение уровня компетенций в профильных областях, подготовку высококвалифицированных специалистов.

Тенденции роста, которые наблюдаются на рынке изготовления радиоэлектронного оборудования различного назначения, заставляют решать важные задачи при разработке высокотехнологичных изделий, в частности вопросы электромагнитной совместимости, массо-габаритных характеристик. Развитие композитных материалов приводит к применению новых подходов и новых технологий для снижения рисков возникновения сбоев и отказов в работе высокотехнологичного изделия.

В настоящее время сфера проектирования и разработки таких изделий становится все более сложной в связи с применением инновационных материалов, увеличением количества электронных устройств, использованием систем автоматизированного проектирования и управления — все это приводит к повышению требований и к необходимости максимально улучшить показатели технологичности.

Использование средств систем автоматизированного проектирования, контроля и учета значительно снижает вышеуказанные риски и улучшает показатели технологичности изделий, а также максимально повышает конкурентоспособность производителей.

Управление жизненным циклом изделия в области электротехники

В области автоматизированных систем и современного оборудования компания «Диполь» совместно с компанией IGE+XAO предлагает инновационное решение, которое позволяет спроектировать, разработать и описать электрическую кабельную систему, систему автоматики, энергоснабжения, компоновки электрических панелей и шкафов любой сложности и провести интеграцию с современным оборудованием на производстве (рис. 2).

Рис. 2. SEE Electrical PLM в области электротехники

Создание такого рода систем — один из важнейших этапов проектирования и разработки сложных изделий. Вот почему их внедрение становится наиболее важным процессом в любой отрасли.

Предлагаемое решение способно управлять жизненным циклом электрических изделий на всех этапах, от проектирования до производства и ввода в эксплуатацию. На каждом этапе используются в том или ином виде решения, которые позволяют уже на ранних стадиях участвовать в проекте создания сложных изделий, а в ходе проектирования проводить контроль, проверку и тестирование виртуальных объектов, участвовать в анализе по надежности и готовности. Все это можно реализовать в едином информационном пространстве, предоставляющем возможность управлять, хранить, контролировать, повторно применять вновь созданные данные. Управлять конфигурациями, вариантами и изменениями. Вести совместную работу, формировать и использовать каталоги и справочники.

Предлагаемое решение может найти применение в таких отраслях, как авиация, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, приборостроение, автоматика, радиоэлектроника, и использоваться при разработке сложных систем электроснабжения.

Компания IGE+XAO предлагает на российском рынке специализированное автоматизированное программное решение для проектирования в области электротехники и автоматики. Оно содержит линейку программных модулей и конфигураций, чья основная задача — создание логики электротехнического проекта, и используется на разных стадиях разработки высокотехнологичных продуктов, обеспечивая сквозной цикл от проектирования до производства конечного изделия.

Система позволяет:

• организовать совместную работу специалистов;
• конфигурировать различные версии;
• управлять конфликтами;
• работать с изменениями;
• настраивать различные параметры и методы проектирования;
• формировать конструкторско-технологическую документацию на кабельную сеть согласно ЕСКД;
• управлять перекрестными ссылками в режиме реального времени;
• использовать встроенные механизмы контроля и проверок на электромагнитную совместимость, заполненность электрического оборудования, наличие короткого замыкания в сети и т. д.;
• работать с пополняемым и обновляемым электронным каталогом оборудования;
• использовать отдельную электрическую базу данных оборудования с информацией о поставщиках, серийных номерах и различных электрических параметрах;
• применять готовую базу символов и создавать собственные в соответствии с различными международными стандартами;
• работать со встроенными шаблонами и создавать собственные;
• компоновать электрические панели и щиты;
• проектировать ПЛК-контроллеры с возможностью автоматической генерации карт ввода/вывода;
• автоматически присваивать обозначения различным элементам схемы;
• автоматически формировать различные спецификации и стандартные отчеты с использованием собственных шаблонов;
• осуществлять автоматическую трассировку сигналов в жгутах;
• осуществлять автоматический расчет длин проводов, масс и диаметров ветвей;
• автоматически назначать и управлять проводами;
• использовать импорт/экспорт данных в другие автоматизированные системы;
• производить экспорт данных в различные растровые форматы;
• реализовывать экспорт данных в XML для передачи данных из электрического проекта в различные типы системы;
• взаимодействовать и осуществлять передачу данных на производственное оборудование;
• управлять базой данных проекта на MS Access, Oracle, SQL server;
• осуществлять 100%-ную поддержку Unicode;
• поддерживать многоязычность электрических схем;
• использовать различные скрипты для расширения базового функционала.

Предлагаемое решение включает ряд комплексных и отраслевых решений:

• SEE Electrical PLM (рис. 3);
• SEE Electrical;
• SEE Electrical Expert;
• SEE System Design;
• SEE Electrical Building;
• SEE Project Manager;
• SEE Compodata;
• PROSYST.

Рис. 3. Разработка бортовой кабельной сети в SEE Electrical PLM

SEE Electrical PLM

Комплексное решение, отвечающее современным требованиям сложного процесса проектирования и разработки, которое позволяет с помощью набора специализированных функций работать в едином информационном пространстве, поддерживать совместное проектирование и разработку изделия, осуществлять контроль и управление информацией об электрическом изделии, управлять конфигурациями сборки жгутов, организовать параллельное проектирование, настраивать бизнес-процессы, работать с изменениями и учитывать версионность, контролировать доступ и обмениваться данными с другими типами учетных систем и оборудованием (рис. 4).

Рис. 4. Проектирование в SEE Electrical PLM

SEE Electrical PLM содержит следующий набор конфигураций и модулей:

• SEE Electrical Expert — специализированная электрическая система, позволяющая проектировать функциональные и электрические принципиальные схемы, разрабатывать электрические кабельные системы, системы автоматики и системы энергоснабжения, а также компоновать электрические панели и шкафы и прочие системы (рис. 5).
• SEE Project Manager — основной модуль, предназначенный для решения задач, связанных с управлением электрическими проектами с SEE-приложениями. Он также позволяет разделить данные проекта между пользователями и включает управление сведениями об изделии, учитывая его структуру. Спроектированный специально для совместной работы, идеально подходит как для малого, так и для среднего и крупного бизнеса.
• SEE Electrical Harness — редактор электрических схем с расширенными возможностями и легким для восприятия интерфейсом, помогающий управлять всеми видами схем, формировать спецификации и имеющий встроенные механизмы интеграции с системой трехмерного проектирования CATIA и PDM-системой SmarTeam. Конфигурация Harness Package предназначена для проектирования электрических жгутов и содержит набор инструментов для работы специалистов (рис. 6).
• SEE Electrical Equipment Definition позволяет формировать и осуществлять контроль базы данных электрического оборудования, работа которого особенно важна на первых этапах общего процесса проектирования. Определение ограничительного перечня используемого оборудования реализуется с помощью данного модуля.
• SEE Device Manager — модуль позволяет выбрать блоки оборудования, разъемы и клеммники, создать и управлять конфигурациями оборудования и сигналами.
• SEE Connective Devices — предназначен для управления подключаемым устройством с учетом конфигурации изделий.
• SEE Topology — предоставляет возможность интерактивного проектирования и моделирования логической прокладки и связки проводов. SEE Topology позволяет описать и смоделировать системы прокладки кабелей и жгутов с помощью встроенного процесса интеграции с системами трехмерного моделирования электрического монтажа.
• SEE Generative View — модуль, посредством которого формируют схемы электрических соединений, собирая информацию из базы данных и используя данные о жгуте, созданном в SEE Topology. Затем все чертежи и схемы формируются в SEE Electrical Expert.
• SEE Harness Manager — с его помощью получают данные в виде определенных расчетов (массы, диаметра, стоимости и т. п.) о спроектированных изделиях в электрической базе данных и проводят сравнительный анализ исполнения.
• SEE Electrical Harness manufacturing — предназначен для разработки плаза жгута, калькуляции стоимости изделия, выбора инструмента в процессе сборки и оперативного контроля, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции.

Рис. 5. Создание и редактирование электрических схем

Рис. 6. Проектирование кабельных сборок и жгутов

Ведение проектной деятельности в среде SEE Electrical PLM способно повысить качество, сократить сроки проектирования и разработки выпускаемого изделия, снизить трудозатраты и использование многообразных форматов данных.

SEE Electrical

Система предназначена для проектирования электрических принципиальных и монтажных схем, электрических систем, систем автоматики, компоновки электрических панелей и шкафов. Включает следующий набор конфигураций и опциональных модулей:

• SEE Electrical BASIC — базовый уровень;
• SEE Electrical STANDARD — стандартный уровень;
• SEE Electrical ADVANCED — расширенный уровень.

SEE Electrical Expert

Предлагаемое решение способно эффективно решать задачи, связанные с проектированием электрических жгутов кабельной сети за счет обеспечения совместимости между электрическими схемами. Позволяет автоматически провести трассировку проводов с учетом электромагнитной совместимости, а также предоставляет автоматические расчеты по длинам проводов в жгутах, определению масс и диаметров ветвей жгутов. Имеет двунаправленный интерфейс с системой CATIA V5, взаимодействует с другими системами трехмерного моделирования, содержит интеграционные модули для работы в различных системах класса PDM. SEE Electrical Expert дает возможность пользователю создавать собственное рабочее окружение в соответствии с различными нормами и стандартами, существующими в разных отраслях — авиации, автомобилестроении, космонавтике, железнодорожном транспорте, кораблестроении, промышленном производстве и т. д. Решение содержит библиотеку символов более 4 000 компонентов, разработанных под международные стандарты. Обеспечивает полную подготовку конструкторской и технической документации согласно ЕСКД и ЕСТД.

Система имеет следующие возможности:

• автоматическая обрезка проводов;
• автоматическое присвоение обозначения различным компонентам схемы;
• управление большими проектами с разнообразными структурами в режиме реального времени;
• автоматическое добавление соединителей;
• автоматическое нумерование контактов соединителя;
• управление контактами для разных типов соединителей, перестановка, резервирование контактов;
• отслеживание в режиме реального времени ошибок на дублирование контактов, ошибок на превышение числа контактов в разъеме и прочее;
• управление структурой соединителя (кожух соединителя, контакты и т. п.);
• управление в режиме реального времени сигналами кабельной сети;
• управление нумерацией, цветом, калибром проводов и кабелей;
• управление типом кабелей (экранированный, витая пара, коаксиал и т. п.);
• автоматическое формирование: перечня используемого оборудования, спецификаций, таблиц соединений и прочего.

SEE Project Manager

Данное решение помогает управлять проектами и вести поиск и совместную работу с ними, описывать требования к разрабатываемой системе. С помощью SEE Project Manager можно разделить данные проекта между пользователями и включить возможность управления сведениями об изделии, учитывая его структуру. Специально создано для совместной работы.

SEE System Design

Помогает инженерам быстро проектировать и создавать схемы обвязки и КИПа, строить функциональные диаграммы систем вентиляции и кондиционирования. Преимущественно представляет интерес при проектировании промышленных объектов и их обслуживании.

SEE Electrical Building

Формирует или импортирует архитектурный план для создания схемы электрических установок и прокладки проводов, помогает строить однопроводные и многопроводные сети, составлять планы помещений, смету материалов и компонентов, осуществлять расчет стоимости работ. Данное решение предназначено для использования в промышленной отрасли капитального строительства.

SEE Compodata

Предназначен для формирования электронного каталога объектов (компонентов или оборудования) и специализированных хранилищ данных. Возможен вариант взаимодействия с внешними приложениями. Предлагаемое решение способно производить поиск данных на основе соответствующих определений репозитория.

PROSYST

Предлагает совершенные и простые решения в области симуляции процессов, создания виртуальных объектов для проведения тестирования и контроля перед их вводом в эксплуатацию, а также диагностики, записи и анализа работы систем управления.

Использование решений, рассмотренных в этой статье, позволит производителю осуществлять поиск ошибок на ранних стадиях разработки и проектирование в едином информационном пространстве; вести совместную работу территориально распределенных подразделений; управлять, хранить, контролировать, повторно использовать вновь созданные данные; управлять конфигурациями, вариантами и изменениями; использовать технологичный метод сквозного параллельного проектирования и подготовки производства; увязывать проектные данные с технологическими управляющими системами на производстве; проводить на этапах проектирования и производства контроль, проверку и тестирование виртуальных объектов; участвовать в анализе по надежности и готовности. Это значительно уменьшит время на проектирование, сопровождение и изготовление изделия и даст возможность сократить сроки выпуска конструкторской документации и снизить себестоимость изготовления изделия и стоимость устранения ошибки.