Новый шаг к сквозному проектированию в приборостроении

Консорциум «РазвИТие» объединяет российских разработчиков инженерного программного обеспечения, компании АСКОН, ТЕСИС, ЭРЕМЕКС, ADEM, НТЦ «АПМ» и «Сигма Технология». Он был создан в 2015 году для разработки отечественного независимого PLM-комплекса тяжёлого класса. В основу консорциума лёг принцип эволюционного развития существующих программных продуктов, лучших в своём классе и подтверждённых опытом промышленного применения на тысячах предприятий.

Консорциум «РазвИТие» предоставляет для отечественного приборостроения PLM-комплекс, состоящий из следующих решений:

• ЛОЦМАН:PLM – основа построения структуры изделия и управления процессов конструкторско-технологической подготовки производства;
• КОМПАС-3D и специализированные приложения – инструментарий для разработки изделий в 2D- и 3D-представлениях, а также для оформления конструкторской документации;
• ПОЛИНОМ:MDM – система управления нормативно-справочной информацией, необходимой для проектирования и изготовления изделий на предприятии;
• EDA-система Delta Design – продукт компании ЭРЕМЕКС – инструмент для проектирования узлов печатного монтажа (печатных плат) для различных приборов, являющихся как конечными изделиями, так и компонентами более сложных изделий машиностроения и приборостроения.

Все эти программные инструменты связаны единым бизнес-процессом проектирования изделий и охватывают следующие этапы:

• формирование планов и заданий конструкторским  подразделениям и исполнителям в ЛОЦМАН:PLM;
• разработка в ЛОЦМАН:PLM структуры изделия согласно плану работ и функциональным требованиям;
• разработка узлов печатного монтажа (печатных плат) в Delta Design;
• разработка моделей и чертежей прибора и его составных частей в КОМПАС-3D с использованием данных справочников ПОЛИНОМ:MDM;
• согласование и утверждение проектных данных с помощью бизнес-процессов ЛОЦМАН:PLM;
• передача конструкторских данных в технологическую подготовку производства.

Если продукты АСКОН изначально интегрированы между собой, формируя единое информационное пространство, то система Delta Design до настоящего времени имела ограниченную функциональность в плане связи с ЛОЦМАН:PLM: можно было управлять созданием проектов в Delta Design и получать состав компонентов печатной платы в электронную структуру изделия в целом. При разработке печатных плат специалисты, работающие в Delta Design, могли использовать только собственные справочные данные (библиотеки), обслуживаемые исключительно в самой системе. Этот факт противоречил модели использования единых справочных и прочих данных при сквозном проектировании изделий. Требовалось обеспечить интеграцию решений двух разработчиков.

Основными задачами при разработке интеграции были:

• повышение эффективности управления инженерными данными в производственных процессах;
• уменьшение числа ошибок пользователей и связанных с ними издержек;
• организация работы только с актуальными справочными данными;
• оптимизация процессов управления справочными данными;
• стандартизация данных и подходов работы с ними.

Исходя из данных предпосылок, был предложен вариант, который обеспечивает синхронизацию баз данных электрических компонентов системы НСИ ПОЛИНОМ:MDM и библиотек EDA системы Delta Design. Поскольку у системы Delta Design нет возможности использовать внешние базы данных напрямую, было принято решение о создании модуля, позволяющего синхронизировать данные справочников ПОЛИНОМ:MDM и библиотек системы Delta Design.

Классический подход к реализации интеграции между информационными системами подразумевает следующие возможные стратегии реализации.

Стратегия 1: Обмен файлами (File Exchange). Данные могут передаваться и синхронизироваться между системами в виде файлов. Этот метод обмена проще и может использоваться для передачи больших объёмов данных. Используемые форматы файлов могут быть оговорены между системами и включать в себя CSV, XML, JSON или любой другой формат, который заранее согласован между двумя системами.

Стратегия 2: Использование специальных программных интерфейсов и модулей. В сочетаемых системах могут быть разработаны для взаимодействия друг с другом специальные программные интерфейсы и модули. Для обеспечения определённой степени согласованности и упорядоченности в общих реализациях может быть предоставлен доступ к базам данных через API (Application Programming Interface). Если системы предоставляют доступ к приложениям и модулям через API, обмен данными между ними может быть точнее и проще.

Стратегия 3: Использование специализированных интеграционных платформ для обмена данными между системами. Эти инструменты обычно предоставляются третьими сторонами и позволяют просто подключаться к множеству различных систем и адаптироваться к их требованиям. Интеграционные платформы дают возможность настраивать различные типы подключений и трансформацию данных, что делает их полезными инструментами для обмена данными между системами, например, EDA и MDM.

Из представленных стратегий интеграции была принята третья концепция интеграции программных продуктов с использованием специализированной платформы – продукта компании АСКОН «ЛОЦМАН:PLM Интеграционная шина предприятия».

«ЛОЦМАН:PLM Интеграционная шина предприятия» – универсальный модуль интеграции, который предназначен для обмена данными между системами, построенными на базе сервера приложений ЛОЦМАН, а также любых смежных информационных систем классов PDM/PLM, ERP, MES, обладающих программными сервисами для работы с внешними данными. Одним из ключевых назначений технического решения является разработка стандартов обмена данными и унификация методик интеграции, которые позволяют применять модуль как универсальное решение в процессе слияния систем. Данное техническое решение в каждом конкретном случае интеграции систем на предприятии позволяет конфигурировать модель обмена данными и выбирать подходящую методику синхронизации.

Совместно ЭРЕМЕКС и АСКОН разработали специализированный модуль «Адаптер для ЛОЦМАН:PLM Интеграционная шина предприятия», обеспечивающий двунаправленную синхронизацию баз данных. Адаптер использует функции API (программного интерфейса) систем Delta Design и ПОЛИНОМ:MDM для обращения к базам данных обеих конечных систем, а также включает в себя функции настройки правил синхронизации и времени запуска сценариев – по расписанию или принудительно (рис. 1).

Разработанное решение поддерживает несколько сценариев работы в зависимости от того, какие базы данных ЭРИ первоначально появились на предприятии.

Сценарий 1. Библиотека Delta Design – База данных ПОЛИНОМ:MDM

Если предприятие уже работало с Delta Design, но не применяло PLM-комплекс АСКОН, то библиотека ЭРИ Delta Design в процессе работы инженеров-проектировщиков уже была наполнена компонентами. Соответственно, стоит задача унаследовать наработанные в Delta Design данные в ПОЛИНОМ:MDM. Для этого администратор баз данных настраивает доступ к серверам баз данных, при необходимости редактирует правила передачи компонентов и их свойств, после чего запускает Адаптер. В процессе работы Адаптера происходит передача данных из базы данных Delta Design в «ЛОЦМАН Интеграционная шина предприятия» (ИШП), а затем из ИШП – в ПОЛИНОМ:MDM. В результате в ПОЛИНОМ:MDM появляется новый Справочник ЭРИ (ECAD), наполнение которого (группы, подгруппы, записи) полностью соответствует наполнению библиотеки Delta Design.

При необходимости администраторы ПОЛИНОМ:MDM могут дополнить новый справочник необходимыми свойствами, которые нужны для других систем, использующих ПОЛИНОМ:MDM, в том числе и трёхмерными представлениями.

Крайне важно, что каждая запись в Справочнике ECAD автоматически получает уникальный идентификатор ПОЛИНОМ:MDM. Этот идентификатор должен быть возвращён в базу данных Delta Design. Передача идентификатора производится в «обратном» процессе синхронизации, который описан во втором сценарии.

Сценарий 2. Справочники ПОЛИНОМ:MDM – база данных Delta Design

Этот целевой сценарий предполагается основным для установившегося процесса управления НСИ. По этому сценарию все новые ЭРИ первоначально вводятся в базу данных ПОЛИНОМ:MDM. Их занесению предшествует согласование возможности приобретать компоненты, применять их для использования в продукции предприятия и т.п. Инициатива о занесении ЭРИ в базу данных ПОЛИНОМ:MDM и о структурировании Справочника ЭРИ может исходить также из заявок специалистов разработки, причём прохождение этих заявок обеспечивается специальными бизнес-процессами предприятия.

После наполнения Справочника ЭРИ (ECAD) ПОЛИНОМ:MDM администратор производит настройку доступа к серверам баз данных, при необходимости редактирует правила передачи компонентов и их свойств, после чего запускается Адаптер. В процессе работы Адаптера данные передаются из баз данных ПОЛИНОМ:MDM в ИШП, а затем из ИШП – в библиотеку Delta Design. В результате работы в Delta Design появляется новая Библиотека, наполнение которой соответствует Справочнику ЭРИ (ECAD) (группы, подгруппы, записи) ПОЛИНОМ:MDM.

При необходимости администраторы баз данных Delta Design могут дополнить компоненты библиотеки необходимыми специфическими свойствами, которые нужны для проектирования схем и печатных плат: символами, посадочными местами, электрическими параметрами, spice-моделями и другими.

Данный сценарий, как было описано ранее, также используется для отдельного процесса передачи идентификатора ПОЛИНОМ:MDM после выполнения первого сценария. В этом случае структуры и наполнения баз данных ЭРИ уже соответствуют друг другу, поэтому адаптер производит фактически только обновление данных – передаёт идентификатор ПОЛИНОМ:MDM в соответствующее незаполненное свойство записи «радиодеталей» в библиотеке (рис. 2).

Ещё одной особенностью работы адаптера является то, что удаление компонента из базы данных происходит по-разному при очередном сеансе синхронизации в зависимости от выбранного направления. Например, если администратор ПОЛИНОМ:MDM принял решение и удалил компонент из справочника, то при синхронизации компонент будет удалён и из Delta Design. Это позволяет избежать ситуации, когда специалисты проектирования печатных плат могли бы применить ЭРИ, которого уже нет в системе управления НСИ. Однако, если кто-либо удалит радиодеталь из библиотеки Delta Design, она не будет удалена из справочника ПОЛИНОМ:MDM, потому что это нарушило бы правила первичного ведения баз данных ЭРИ в системе управления НСИ. Если же компонент в библиотеке Delta Design будет удалён случайно, то после очередного сеанса синхронизации он вновь появится – будет восстановлен из ПОЛИНОМ:MDM.

Использование синхронизации систем позволит обеспечить более высокую эффективность управления инженерными данными и повысить качество инженерной документации за счёт единых, точных, актуальных справочных данных. Синхронизация систем должна наладить централизованное управление данными, исключить вторичный ввод (дублирование) и ошибочное наполнение справочников. Вместе с этим повышается эффективность создания и использования ограничительных перечней справочной номенклатуры, например, ещё на этапе проектирования изделия можно будет рассчитать приблизительную стоимость компонентов, сформировать необходимые запасы комплектующих, заранее закупить их у поставщиков.

Точность, доступность и непротиворечивость данных позволит инженерам-проектировщикам и менеджерам принимать верные решения на основе данных, а также обеспечит более эффективную работу и быстрое реагирование на изменения (рис. 3).