Что такое PLM? PLM система: что это такое, ее схема и стадии жизненного цикла изделия.

Технология управления жизненным циклом изделий. Организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолёты и ракеты, компьютерные сети и др.). Информация об объекте, содержащаяся в PLM-cистеме, является цифровым макетом этого объекта.

Чем полезна PLM-система

В современном мире всё большее количество руководителей предприятий склоняется к тому, что основным инструментом в борьбе за успешность компании является внедрение инновационных технологий. Инновации - это та сила, что позволяет вашему предприятию занять большую долю рынка, сила, позволяющая вашим изделиям приносить максимальную прибыль. Инновации снижают расходы на организацию управления и увеличивают его эффективность. Наиболее передовые компании используют инновационные подходы не только на всех стадиях производства, но и на всех стадиях жизненного цикла их изделий.

Ежегодно на предприятиях возникают сотни новых идей, призванных ускорить производство, улучшить потребительские свойства изделий, уменьшить расходы на производство. Часть этих идей при первичном рассмотрении признаётся несостоятельными, из оставшихся, пущенных в разработку, минимум половина не приносит ожидаемого эффекта, и лишь малая доля реально оказывается воплощённой в конечном изделии. Однако сколько при этом производится информационных данных! Документы, версии, поправки, изменения, вносимые разными людьми - разобраться со всем этим вручную даже в небольшой компании может оказаться не под силу. Применение PLM-системы позволяет создать контролируемую среду распространения информации, в которой можно сохранить все идеи и документы, которые в дальнейшем будут доступны по первому требованию строго определённому регламентами кругу лиц. Ещё один положительный эффект: использование PLM-системы позволяет избавиться от ненужной дублирующейся информации.

Внесение в PLM-систему информации о более ранних разработках, на первый взгляд, может не показаться стоящей практикой, однако такой подход позволяет повторно использовать идеи, успешно зарекомендовавшие себя на предыдущих проектах. Вместо того, чтобы тратить время на повторное изобретение колеса, лучше достать его из архива PLM-системы. А если нужен другой его вариант, отчего бы для начала не проанализировать десятки уже имеющихся всё в том же архиве?

Реальность такова, что ведение бизнеса сейчас сопряжено с постоянным общением не только внутри компании, но и с партнёрами, поставщиками и даже клиентами, находящимися в разных концах не только одного города, страны, но и всего земного шара. Причин тому может быть множество. Быть может, у компании нет специалистов в той или иной области производства, и тогда привлечение специалистов из другой компании - единственный выход. Может, специалисты есть, но они заняты на других проектах; а может быть просто дешевле заказать производство третьим компаниям, чем производить что-то самим. А уж если говорить про техническую поддержку изделия, то обеспечение взаимодействия между географически распределёнными участниками жизненного цикла изделия становится непременным условием, с которым успешно справляется PLM-система.

PLM-система обеспечивает ещё одну важную функцию - сбор данных о функционировании изделия у заказчика. Вы видите, как эксплуатируется изделие, в каких условиях, что при этом с изделием происходит, видите слабые места изделия - это бесценные данные, анализируя которые можно как улучшить обслуживание вашего изделия, так и улучшить следующие версии самого изделия путём устранения соответствующих его недочётов, оптимизации тех или иных характеристик. На основе полученных данных можно предсказать сроки снижения функциональности и отказа тех или иных компонентов изделия и провести заблаговременное их обслуживание или замену. Наконец, при утилизации изделия появляется возможность определить ценность тех или иных его компонентов и возможность их повторного использования. В результате - сокращение расходов на производство, использование и обслуживание изделия, сведение к минимуму времени его простоя в результате возможных отказов.

Процессы производства и поддержки изделия зачастую представляют собой одни и те же повторяющиеся действия. Без автоматизированной системы, контролирующей подобные процессы, их протекание может идти не так быстро: исполнитель может что-то напутать, использовать неверные данные, а то и вовсе забыть сделать тот или иной шаг. Отсутствие при этом обратной связи с исполнителем не позволяет руководителю увидеть состояние процесса и оперативно среагировать. PLM-система позволяет описать регламент бизнес-процесса, а затем и осуществляет автоматический контроль его исполнения. Исполнитель получает точные инструкции, что и как нужно сделать, получает необходимые для этого документы, а главное - ему не нужно думать, кому передать процесс дальше - PLM-система сама подберёт нужного человека, руководствуясь единожды созданными правилами. Но даже в том случае, если процесс по каким-либо причинам застопорился, руководитель имеет возможность заметить это - PLM-система подскажет ему, что на том или ином этапе есть задержка - и оперативно отреагировать. Как результат - уменьшение времени прохождения процесса, увеличение продуктивности предприятия.

Ещё одно сильное место PLM-системы - отчёты. Зачастую при изготовлении отчёта вручную требуется немало времени, чтобы собрать и проанализировать информацию из разных файлов, типов данных. PLM-система берёт на себя эту задачу. Специализированные модули сами отыскивают необходимые данные по заданным параметрам и изготавливают отчёт в том виде, который нужен. Помимо текущего положения дел, на основании имеющихся данных PLM-система может показать и то, что может произойти при принятии того или иного решения, что значительно снижает риски.

Всё вышеописанное делает PLM-систему наиболее значимым новшеством, внедрение которого на вашем предприятии способно революционизировать всю вашу деятельность и принести только положительные изменения.

Из чего состоит PLM-система

PLM-система - это сложный программный комплекс, состоящий из нескольких взаимосвязанных компонентов. Сердцем PLM-системы являются сервера метаданных, обеспечивающие всю логику работы системы. Они собирают, хранят и обрабатывают данные о файлах, изделиях, пользователях и т.д. Отдельно существуют файловые сервера, на которых находятся электронные версии документов, хранящихся в PLM-системе. Как только тот или иной документ помещается в PLM-систему, сам он попадает на файловый сервер, а информация о нём попадает на сервер метаданных. В дальнейшем, при запросе документа, сервер метаданных проверяет, можно ли выдать тот или иной документ запросившему лицу, и если он обладает достаточными правами, копия документа нужной версии будет отправлена этому пользователю из файлового сервера. Стоит отметить, что на файловом сервере хранятся все версии документов, помещённых в PLM-систему, потому поиск архивных копий того или иного документа не вызывает сложностей; более того, поисковая система сервера метаданных облегчит нахождение нужной версии документа, ограничив поиск по дате, создавшему пользователю или отдельным атрибутам.

Помимо серверной, существует и клиентская часть PLM-системы. Как правило, это набор модулей, выполняющих ту или иную задачу на компьютере пользователя. Наиболее часто эти модули осуществляют интеграцию PLM-системы с различными приложениями (CAD-программами, офисными пакетами и т.п). Подобные модули позволяют не выходя из привычных пользователю программных продуктов напрямую общаться с PLM-системой интуитивно понятным образом, брать из PLM-системы данные и документы для редактирования и помещать изменённые документы обратно. При этом PLM-система заботится о том, чтобы оповестить других участников процесса о том, что документ взят для редактирования другим пользователем, и предложить им обновлённую версию документа, когда таковая появится.

PLM-системе не обойтись без модуля, осуществляющего управление бизнес-процессами. Описав бизнес-процессы, происходящие на предприятии, можно возложить на PLM-систему задачу отслеживания когда, кому и какой документ и/или данные должны быть доставлены для успешного выполнения той или иной задачи. PLM-система отследит задержки при выполнении тех или иных задач и оповестит об этом руководителя процесса, что позволит ему проанализировать и устранить узкие места процессов. Поскольку описание бизнес-процесса, по сути, есть документ, то его версии также хранятся в PLM-системе, что позволяет легко просмотреть предыдущие варианты описаний бизнес-процессов, проанализировать их и принять верное решение о том, как, в случае проблем, описание бизнес-процесса (и, как результат, сам бизнес-процесс) нужно перестроить.

Ещё один тип модулей - генераторы отчётов. По данным, хранящимся в PLM-системе на сервере метаданных, они генерируют всевозможные отчёты регламентированных видов на стандартных бланках. При обновлении структуры изделия можно автоматически построить новый отчёт. Опять же, поскольку отчёт - документ, все его версии можно найти в PLM-системе.

Наверняка на вашем предприятии есть программное обеспечение, с которым PLM-система не интегрирована по умолчанию, но данные из которого имело бы смыл в ней хранить. PLM-система обязательно имеет инструментарий разработчика (SDK), позволяющий разработчикам подобной программы организовать взаимодействие их системы с PLM-системой по тем или иным правилам.

Цифровой макет

Цифровой макет - совокупность электронных документов, описывающих изделие, его создание и обслуживание. Содержит электронные чертежи и/или трёхмерные модели изделия и его компонент, чертежи и/или модели необходимой оснастки для изготовления компонент изделия, различную атрибутивную информацию по компонентам (номенклатура, веса, длины, особые параметры), технические требования, директивные документы, техническую, эксплуатационную и иную документацию.

Состав цифрового макета:

• Система управления документами - один или несколько программных комплексов, организующих документы цифрового макета в единое целое и управляющая их жизненным циклом. В настоящее время в качестве системы управления используются системы PDM или PLM;
• Система управления составом изделия - даёт возможность создавать абстрактную структуру изделия, не имеющую жёсткой связи с файлами САПР-систем, что позволяет легко изменять состав изделия в зависимости от конфигурационных вариантов или целевого исполнения. При наличии системы управления составом изделия возможно применять один и тот же цифровой макет для выпуска и обслуживания всех модификаций и исполнений изделия;
• Система управления жизненным циклом документов - включает в себя средства коллективной работы по просмотру, верификации и утверждению новых документов и по внесению изменений в ранее утверждённые документы. При использовании электронной подписи или принятого на предприятии её аналога возможна разработка и эксплуатация изделия по полностью безбумажной технологии;
• Система управления жизненным циклом изделия - является набором средств и настроек для представления цифрового макета на различных этапах создания и существования изделия: конструировании, производстве, обслуживании и утилизации;
• Трёхмерная модель - совокупность файлов одной или нескольких САПР-систем, представляющих объёмные модели частей и компонент изделия. Взаимное и абсолютное позиционирование в небольших изделиях может управляться САПР-системой, для больших проектов управление позиционированием осуществляется PDM-системой;
• Облегчённая трёхмерная модель - модель, полученная при помощи фасеточной аппроксимации модели из исходной САПР. Применяется для просмотра и анализа модели изделия средствами системы управления документами без использования САПР. Также, из-за меньшего объёма и простоты требует гораздо меньше машинных ресурсов для своего отображения. Наиболее употребимыми форматами облегчённого представления являются JT и CGR;
• Атрибутивные данные - данные, характеризующие и описывающие элементы цифрового макета. Например, для разработанной на данном предприятии детали атрибутивными данными будут: имя и отдел разработчика, материал, вес, набор и значения контролируемых параметров. Для стандартных изделий: обозначение ГОСТа, типоразмер. Для покупных изделий: наименование поставщика, номенклатура поставщика, список альтернатив;
• Технологические данные - данные, содержащие необходимые указания для производства: используемые инструменты, материалы, технологии, средства контроля и так далее. Результаты расчётов различных средств CAE;
• Производственные данные - данные по организации производства: проектирование и изготовление оснастки, технологические процессы, библиотеки операций и переходов. Программы для станков ЧПУ. Результаты моделирования средствами CAM;
• Документация - всевозможные документы, так или иначе связанные с изделием. Например, директивные документы, изменяющие этапы жизненного цикла элементов цифрового макета. Эксплуатационная и ремонтная документация, связанная как с изделием в целом, так и с отдельными деталями и узлами изделия.

В комментариях к нашей предыдущей статье высказывались вполне логичные претензии, в основном – от тех, кто в теме. Дескать, приведенный нами пример проектирования детали компьютерного корпуса в системе CATIA – это форменное забивание гвоздей микроскопом. Действительно, если перевести аналогию на более привычные пользователям Хабра IT-решения, это все равно, что устанавливать фотошоп только для изменения размера картинки. С компьютерным корпусом, допустим, справится и более простая система автоматизированного проектирования, но начать нам хотелось с какого-то простого примера.

Теперь перейдем к сложному и более реалистичному. Одним из клиентов Dassault Systemes (французской компании) является французский же автоконцерн PSA Peugeot Citroen. В разработке автомобилей этого альянса используется не только 3D CAD-система CATIA, но и многие другие программные решения. Вместе они составляют целую систему, которую принято коротко именовать PLM (Product Lifecycle Management) – Система управления жизненным циклом изделия. Собственно проектирование какого-либо продукта – это только небольшая часть всей системы.

Огромное внимание уделяется вопросу управления деятельностью крупного предприятия, у которого могут быть тысячи сотрудников, так или иначе ответственных за конкретный проект, сотни подрядчиков и десятки проблем, возникающих каждую минуту и требующих решения. Фактически система PLM настолько многогранна, что включает в себя многие элементы других (тоже непростых) программных комплексов, названия которых также состоят из трех букв: CRM, ERP и так далее. Только здесь продукт поставлен во главу, а значит такое решение – для компаний, создающих то, что можно потрогать руками. Например, автомобили.

Внутри – начало рассказа о системе PLM с точки зрения менеджера проекта, а также простой пример проектирования конструкции автомобиля в CATIA V6.

Начальство не дремлет!

Начнем с анализа проекта с точки зрения руководства. Какие типичные задачи у начальника любого проекта? Если в общих чертах, то так: собрать команду исполнителей, сформулировать общую задачу, назначить зоны ответственности и следить за выполнением, периодически вмешиваясь и решая возникающие проблемы. И это – если уже понятно, что и как будем производить. А если нет?

Допустим, у компании в недавнем прошлом был один успешный продукт (ну, например, Планшет), и теперь она хочет заработать еще больше денег, представив на рынке обновленную модель (допустим, Планшет 2). Уже на стадии планирования нужно учесть множество факторов. Отзывы пользователей предыдущего продукта (хотят встроенную видеокамеру, три недели автономной работы и разъем для карт памяти), экономическую целесообразность (первую модель выпустили меньше года назад, и ее в целом и так неплохо покупают), требования высшего менеджмента (деморализовать конкурентов, завоевать 100%, нет – 110% рынка!), стоимость комплектующих (пропиливание дырки в корпусе под карту памяти увеличит себестоимость на 10%).

За анализ подобной информации в PLM-системе Dassault Systemes отвечает решение ENOVIA. По сути, это система совместной разработки и планирования, где у каждого участника есть доступ к «своим» данным, а у начальства еще и возможность видеть общую картину, а также одним кликом рисовать красивые графики перевыполнения планов для еще более крутого начальства. В применении к автоиндустрии такая система может выглядеть так:

Обратите внимание, что проект открыт в браузере. Предусмотрена система удаленного доступа: командировка не помешает вам наблюдать за подчиненными. Многочисленные меню могут рассказать о стадиях проекта: поставленных задачах, проектировании, создании и испытании прототипа, закупки комплектующих у третьих сторон, производстве и обслуживании. ENOVIA хранит всю историю автомобиля, начиная с принципиального решения о разработке и производстве и заканчивая датой прекращения выпуска последних запчастей для уже давно снятой с производства модели. Всегда можно проследить, насколько эффективно велась работа по определенным направлениями, что делать дальше, и кто виноват. Справа есть список участников проекта – руководителей направлений разработки и простых инженеров.

Вполне очевидная вещь: таймлайн проекта. Понятно, что такой же можно нарисовать в «аутлуке». Разница в том, что здесь учитываются сроки разработки мельчайших деталей: вплоть до последней лампочки. ENOVIA хранит данные об успешности выполнения каждой небольшой задачи, и в целом позволяет уменьшить общий объем неизбежно возникающих в крупной организации нестыковок до разумных пределов.

Назад в CATIA
Впрочем, давайте спустимся на несколько уровней ниже, туда, где желания руководства (сделать лучше, больше, денежнее) реализуются талантливыми инженерами и дизайнерами. Я хочу показать, как система трехмерного проектирования CATIA используется для разработки реальных, и очень сложных продуктов. На сей раз мы имеем дело с автомобилем Peugeot 206, в котором нужно доработать встроенную аудиосистему. Для этого мы открываем нужный комплекс деталей, в данном случае – двери, где нужно разместить колонки.

Сравните это с примером из предыдущей статьи : здесь мы имеем дело с тысячами элементов, объединенных в группы: отдельно кузовные элементы, отдельно электрика, механика и прочее. Даже открытие такого проекта, на мощной многопроцессорной рабочей станции, занимает длительное время, поэтому в новой версии CATIA V6 был придуман специальный механизм, помогающий выбрать тот самый элемент конструкции, который нужен сейчас. Просто, чтобы не терять время.

Увеличиваем нужную деталь: здесь также видны другие элементы электрики, встроенной в двери: механизм поднятия стекла, кнопки в водительской двери, концевые выключатели и т.д.

Проектировать динамик отдельно не придется: мы просто выбираем его из списка готовых элементов.

И указываем модификацию автомобиля (пятидверную), а также тип комплектации.

Размещаем динамик в двери. Естественно, этим все не ограничивается: нужно продумать подключение динамика и вывод кабеля в салон автомобиля.

Для кабеля уже предусмотрено промежуточное крепление внутри корпуса.

Осталось указать основные опорные точки для жгута. Первый вариант не слишком удачный: жгут сильно натянут и от вибрации может лопнуть, либо может отлететь крепление.

Поэтому мы перемещаем промежуточный крепеж на новое место.

И получаем более надежную конструкцию. Вот полное видео данного этапа проектирования (лучше открыть

T-FLEX PLM+ - новое полномасштабное решение в области управления жизненным циклом изделий и организации деятельности предприятий. Лежащий в его основе набор программ T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM/CRM… позволяет эффективно организовать работу на всех этапах жизненного цикла изделия, а также расширить стандартные границы PLM-решений дополнительными возможностями по управлению всеми процессами, сопутствующими выпуску продукции. Комплекс программ, поставляемый одним производителем - компанией «Топ Системы» - дает возможность организовать единую среду конструкторского и технологического документооборота, проектирования и подготовки производства. Пользователи получают широкие возможности по управлению номенклатурой и структурами изделий, автоматизации любых бизнес-процессов предприятия, а также инструменты интеграции с различными ERP-системами, что позволяет обеспечить чёткое взаимодействие всех сотрудников.

Расширенные функции (PLM+) позволяют управлять проектами и планировать ресурсы, вести полноценный канцелярский документооборот и администрировать взаимоотношения с клиентами. Полная открытость платформы T-FLEX обеспечивает неограниченные возможности по расширению комплекса и созданию собственных информационных систем в рамках единого информационного пространства предприятия.

Применение программного комплекса T-FLEX PLM в качестве для построения информационной системы предприятия дает возможность получить целый ряд готовых решений: традиционного конструкторско-технологического и организационно-распорядительного документооборота, средств (управления взаимоотношениями с заказчиками), работы с договорами, автоматизации служб системы менеджмента качества и другие. Именно единая система дает возможность получить наиболее полную картину происходящего на предприятии, что позволяет обеспечивать более эффективное управление и высокое качество выпускаемых изделий.

PLM

Технический документооборот (TDM)

Автоматизация технического документооборота и управления инженерными данными об изделиях - область применения системы , которая обеспечивает единство всех конструкторско-технологических данных и сопроводительной информации. Хорошо структурированное хранилище позволяет вести работу с данными практически любого состава. Это могут быть конструкторские чертежи, 3D модели, спецификации, ведомости, сведения о материалах деталей, технологические процессы, программы и т.д. Специализированный справочник номенклатуры предприятия, заполнение которого происходит в автоматическом режиме в процессе формирования составов изделий, хранит все необходимые сведения о применяемости деталей и узлов.

PLM

Конструкторская подготовка производства и анализ изделий (CAD/CAE)

Для решения задач автоматизированного проектирования компания «Топ Системы» предлагает ряд программ, которые позволяют охватить все уровни конструкторской подготовки (создание и оформление чертежей, 3D-моделей, конструкторской документации и т.п.) в различных подразделениях предприятий.

Основой этой части комплекса T-FLEX является система - полнофункциональная система автоматизированного проектирования, обладающая всеми современными средствами автоматизации при разработке проектов любой сложности.

Задачи управления конструкторской подготовкой производства решает система , имеющая набор простых и удобных в использовании инструментов по управлению составами изделия и ведения номенклатуры предприятия.

PLM

Технологическая подготовка производства и изготовление изделий (CAPP/CAM)

Современная технологическая подготовка производства невозможна без организации единого информационного пространства предприятия, которое позволяет инструментам технологического проектирования опираться на всю необходимую справочную информацию и реальные данные, полученные в результате конструкторского проектирования. При такой организации работ состав изделия и разрабатываемые технологии сохраняются в общей базе данных предприятия. Механизмы маршрутизации документов и управления процессом проектирования позволяют описать типовые процессы перемещения документов между исполнителями и автоматизировать большинство рутинных действий технологов.

Система T-FLEX Технология поддерживает различные методы проектирования: от диалогового режима с использованием аналогов до разработки общих и групповых техпроцессов. Кроме того, система T-FLEX Технология обеспечивает возможность создания и параметризации типовых технологических процессов при их использовании на предприятии. В таких процессах могут автоматически пересчитываться значения параметров по всему технологическому процессу и производиться автоматический подбор оснащения.

Для автоматизации труда технологов-программистов компания «Топ Системы» предлагает программу подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и специализированные средства визуализации. Программа разделена на две независимые системы и и поддерживает различные типы систем управления: 2D, 2,5D, 3D и 5D. В сочетании с системой T-FLEX CAD эти модули образуют полноценное CAD/CAM-решение.

PLM

Почта и задания. Управление бизнес-процессами

PLM

Управление составами изделий, версиями и конфигурациями. Проведение извещений об изменениях

Средства управления составом изделий в позволяют просто и в максимально короткий срок сформировать структуру изделия любой сложности. Это возможно благодаря развитому механизму работы с номенклатурой изделий, а также целому ряду специальных функций: созданию прототипов, отслеживанию версий, извещению об изменениях и других.

PLM

Ведение номенклатуры изделий, корпоративных справочников и классификаторов

PLM

Интеграция с ERP-системами

PLM+

Офисный и канцелярский документооборот

PLM+

Управление взаимоотношениями с клиентами (CRM)

PLM+

Управление проектами, планирование ресурсов и затрат (Project Management)

Средства управления проектами, входящие в состав системы , в первую очередь ориентированы на решение самых насущных проблем любого руководителя – обеспечение максимальной управляемости всех процессов, а так же быстрая оценка возможных сроков и требуемых ресурсов для реализации того или иного проекта. Функциональность системы обеспечивает руководителя удобным инструментом для планирования и контроля исполнения. В T-FLEX DOCs , как и в большинстве систем управления проектами, содержатся простые и наглядные средства построения дерева работ по проекту. Представленный в виде традиционной диаграммы Ганта, проект может быть использован для управления сроками планируемых работ, задания последовательности их выполнения и условий запуска.

PLM+

Оперативно-календарное планирование (MES)

Для организации эффективной работы любого производства требуется тщательное и своевременное планирование выпуска продукции и возможность корректировки планов при изменении условий. Не менее важно иметь возможность получать оперативную информацию о состоянии того или иного заказа в производстве. Для решения данных задач компания «Топ Системы» предлагает производства.

PLM+

Создание собственных информационных систем без программирования

Использование хорошо зарекомендовавших себя инструментов.NET Framework, на которых построены все модули системы, позволило разработчикам обеспечить не только высокую скорость и надёжность всех механизмов связей компонентов, но и существенно упростить процесс разработки. В результате пользователи имеют мощное современное средство, позволяющее построить любые новые специализированные приложения, которые могут работать в едином информационном пространстве предприятия, организованном с помощью .

Понятие информационной системы предприятия в последние лет пять претерпевает коренные изменения. Причины очевидны: быстрый рост возможностей современных ПК с их одновременным удешевлением, усовершенствование локальных сетей (в том числе беспроводных) и бурное развитие веб-технологий. В результате совмещения всех этих факторов на фоне потребностей современных производств и появились системы класса new PLM (Product Lifecycle Management) - "новое управление жизненным циклом изделий". Новый взгляд на PLM наряду с изменениями в технологиях интеграции приложений и архитектуре корпоративных систем позволяет представить предприятие как единый управляемый организм. Но все же что такое PLM и откуда пришли эти системы?

история

Сама по себе история внедрения информационных технологий на промышленных предприятиях в ХХ веке заслуживает отдельного исследования. Пока компьютеры были дорогими и несовершенными, из-за ограниченности технических и финансовых средств предпринимались разрозненные попытки автоматизировать отдельные, зачастую не самые критичные, участки производства.

Начало массовому внедрению компьютеров в 1960-е годы было положено расчетом экономических и бухгалтерских данных - компьютер тогда воспринимался почти исключительно как счетное устройство. В 1970-е годы с появлением машинной графики начали активно развиваться системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства (CAD/CAM). В 1980-е годы СУБД, персональные компьютеры, архитектуры "клиент-сервер" и другие типичные для того времени технологии открыли широкие возможности для решения самых разнообразных учетных задач, унификации документооборота и т.д.

Но все это были частности - информационные системы тех лет так и не вышли на уровень управления предприятием в целом. А значит, их экономическая эффективность оставалась величиной относительной. Первые прототипы систем PLM появились примерно два десятилетия назад, но вскоре возникла необходимость отделить автоматизацию процессов проектирования и подготовки производства (CAD/CAM) от управления информацией, сопровождающей изделия. Тогда появилось самостоятельное от CAD/CAM направление Product Data Management (PDM), то есть управление данными об изделиях. В основном оно связано с документооборотом конструкторской и технологической документации.

Однако как бы ни была важна задача управления такими потоками данных, программное обеспечение PDM применялось на уровне конструкторских и технологических подразделений, не выходя на корпоративный уровень.

Инструментарием PDM пользовались менеджеры не выше среднего звена. Между тем, в условиях современного рынка, когда скорость обновления линейки продуктов становится критически важной для конкурентоспособности предприятия, от PLM требуется, чтобы предлагаемые средства стали инструментами для менеджеров самого высокого уровня. До недавних пор на производстве системы категорий CAD, CAM, ERP, CRM, BI и т.д. были желательны, но не обязательны и, в известной мере, вторичны. Без них тоже вполне можно было обойтись - никем научно не доказывалось их принципиальное влияние на показатели работы предприятия в целом. Однако с наступлением эпохи электронного бизнеса ситуация начала в корне меняться. Системы автоматизации стали обязательными, приобрели первостепенную значимость и теперь должны образовывать единую систему управления. Тем компьютерным "зонтиком", под которым они объединяются, становится управление жизненным циклом продуктов PLM (Product Lifecycle Management).

PLM сегодня

Раньше под PLM (в узком смысле) чаще всего понимали то, что имело отношение к жизненному циклу материальных изделий начиная от запуска в производство, регулирования объемов выпуска, определения времени выпуска новых или обновленных изделий, и, конечно же, сопровождение и сервис. Принципиальные изменения в видении роли и места PLM произошли буквально в последние несколько лет. Теперь под PLM понимают автоматизацию всех видов работ, составляющих основу выпуска любой продукции - от проектирования до сбыта. Разные специалисты дают различные определения: одни включают PDM, CRM и ERP в состав нового управления жизненным циклом изделий, другие считают эти системы взаимодополняющими. При всем при этом следует помнить, что современный бизнес решает триединую задачу. Во-первых, необходимо устанавливать более тесные и доверительные отношения с поставщиками и заказчиками, во-вторых, повышать уровень собственной операционной эффективности и, в-третьих, повышать конкурентоспособность выпускаемой продукции. Первая составляющая обеспечивается системами поддержки отношений (SCM и CRM), вторая - системами ERP, а вот третья пока не имеет достаточного программно-информационного обеспечения. На то, чтобы занять это место, претендует подход, названный "new PLM", и он заметно отличается от традиционного представления о том, что такое управление жизненным циклом изделий. В соответствии с триединой задачей "PLM по-новому" можно разделить на три взаимосвязанные составляющие управления жизненным циклом:

Жизненный цикл создания изделий (интеллектуальные активы предприятия);

Жизненный цикл производства (материальные активы предприятия);

Жизненный цикл операционной поддержки.

Итак, первичным является жизненный цикл управления интеллектуальными активами. Он начинается с оценки пользовательских требований, выработки концепции продукта, а завершается лишь когда предприятие полностью отказывается от продукта, в том числе и от его сервисной поддержки. При этом основной задачей специализированного ПО становится перевод знаний, скрытых в умах всех занятых в создании продукта сотрудников, в явные знания, заключенные в форму документации на механические изделия, электронные компоненты, программное обеспечение, описание сервисных процедур и т.д. Процесс перевода и накопления непрерывен, он служит формированию интеллектуального капитала компании. Показательно, что в софтверных гигантах наподобие Microsoft или Oracle, не имеющих практически никакой производственной базы, подавляющую часть стоимости составляет именно интеллектуальный капитал. Второй цикл - производственный; он включает все, что связано с выпуском и распределением выпущенной продукции. Основными приложениями, реализующими функции этого цикла, являются системы управления ресурсами предприятия (ERP). Внешний, операционный, цикл поддерживают системы управления финансами, кадрами и другими ресурсами (CRM, SCM и т.д.). Одно из наиболее полных определений современного PLM состоит из четырех пунктов:

Стратегический подход к бизнесу, предлагающий непрерывный набор бизнес-решений, который поддерживает единый режим создания, управления, распределения и использования интеллектуальных активов предприятия;

Поддержка "расширенного представления о предприятии" (extended enterprise), в том числе поддержка процессов проектирования, пользователей и партнеров;

Действие во времени от момента рождения концепции изделия до снятия его с производства и окончания сервисного периода;

Интеграция людей, процессов, систем и информации.

В этом определении PLM рассматривается не как часть или части технологий, а как бизнес-подход, цель которого состоит в поиске ответов на вопросы: "Как работает бизнес?" и "Что создается?"

три концепции PLM

В наши дни большинством топ-менеджеров PLM рассматривается не только как возможность повысить эффективность капиталовложений. Главное достоинство этого бизнес-подхода - в возможности увидеть проблемы производства в целом. Он позволяет интегрировать всех участников жизненного цикла изделия - от инженеров до вспомогательных служащих. На основании этого определения и выделяются три основные концепции PLM:

Возможность универсального, безопасного и управляемого способа доступа и использования информации, определяющей изделия;

Поддержание целостности информации, определяющей изделие, на протяжении всего его жизненного цикла;

Управление и поддержка бизнес-процессов, используемых при создании, распределении и использовании подобной информации.

В любом случае система PLM включает в себя несколько обязательных элементов:

Базовые стандарты и технологии (например, XML, средства визуализации, совместной работы и интеграции производственных приложений); - средства авторинга - такие, как CAD, CAM и т.д.;

Основные приложения для управления информацией, контент-менеджмента, документооборота и т.д.;

Функциональные приложения для управления конфигурациями;

Специализированные отраслевые решения.

Эта система делает доступной информацию о продукте на любой его стадии для всех подразделений предприятия, поставщиков, партнеров, а также заказчиков и клиентов.

сопутствующие проблемы

Компании, внедряющие PLM, несмотря на очевидные плюсы таких систем, сталкиваются с серьезными проблемами. Предприятие должно обладать соответствующей IT-инфраструктурой: высокоскоростными сетями, допускающими мобильное расширение и изменение конфигурации, специально подготовленным квалифицированным персоналом, современным оборудованием и т.д. Кроме того, неизбежно возникают вопросы, связанные с
безопасностью. IT-подразделению компании приходится решать вопросы по распределению прав доступа среди пользователей, которыми могут быть не только различные подразделения производства, но и партнеры, поставщики, заказчики. Сюда же относятся проблемы функционирования системы, в которую вовлекается большое количество людей с разным уровнем компетентности.

Кроме всего, должны быть строго регламентированы процессы по внесению изменений в документы. PLM-система предполагает совмещение таких систем, как CAD, работающих с графическими моделями, и PDM, которые обрабатывают документацию. Более того, встает вопрос интеграции уже имеющейся базы данных, накопленной предприятием за долгие годы, причем в различном ПО. Так как большинство поставщиков PLM-систем не предлагают полного пакета средств для внедрения на всех уровнях, компании приходится использовать дополнительные средства унификации форматов данных. Кроме того, чаще всего компании полностью не меняют ПО во всех подразделениях, избегая дополнительных затрат и необходимости полной переподготовки специалистов.

Осознавая все перечисленные проблемы, разработчики PLM-продуктов разного уровня пытаются договориться о едином стандарте формата данных, чтобы избавиться от проблем совмещения. Так, платформа PLM Open, разработанная компанией EDS, интегрируется со многими другими PLM-подуктами на уровне plug and play. Однако до сих пор это скорее исключение, чем правило.

рынок и специализация

Программное обеспечение для определенного рода производств (металлургическая, нефтегазовая, химическая промышленность) требует
специализированных PLM-технологий. Еще пару лет назад таковых практически не существовало. Основная часть PLM-платформ была рассчитана на производства другого типа: больше всего эта технология применяется в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности. Однако в последнее время создается все больше платформ, рассчитанных на конкретные сферы непрерывного производства или обрабатывающей промышленности. Например, решение SAP for Chemicals компании SAP (на основе платформы mySAP PLM) рассчитана на внедрение именно в химической промышленности. Лидером рынка специализированных PLM-решений является тандем двух разработчиков: IBM и Dassault Systemes. Они предлагают пакеты PLM практически для любой области производства начиная от авиакосмической и заканчивая часовым производством. Но и им приходится иногда привлекать партнеров для обеспечения полного ввода PLM-технологии на конкретном предприятии.

Так, например, для того, чтобы развернуть систему PLM в компании Gardena AG, являющейся крупнейшим мировым производителем продукции для ухода за садами, привлекли сразу несколько фирм: Ei-Tea GmbH, Schwindt CAD/CAM Technologie GmbH и T-Sys-tems. Компания UGS также пошла по пути специализации. Она предлагает готовый пакет Teamcenter для таких областей, как машиностроение, автомобилестроение, приборостроение, индустрия фасованных потребительских товаров и химико-фармацевтической промышленности.

оценки экономистов

Практически все без исключения аналитики предсказывают компьютерным системам PLM бурные темпы роста в самом ближайшем будущем. Так, аналитическая компания IDC в 2002 году оценивала рынок управления жизненным циклом изделий в сумму $3 млрд. По нынешним данным IDC, в 2007 году объем рынка возрастет до $9,7 млрд, а средний ежегодный прирост составляет 26,1%. Аналитическая компания ARC Advisory Group, которая специализируется на PLM, дает следующие оценки: рынок PLM в 2002 г. - $5,6 млрд, в 2007 г. - $14 млрд, ежегодный прирост - 20%. Прогнозируемый быстрый рост PLM приходит на смену более чем десятилетнему интервалу, который многие даже называют периодом стагнации. Но за это время успел появиться на свет и достичь уровня зрелости целый ряд новых технологий корпоративного уровня, которые просто были в большей степени на слуху, чем PLM.

Отставание, вероятнее всего, связано с тем, что интернет-технологии, используемые сейчас для бизнеса, должны были достичь определенной зрелости, чтобы быть примененными в области разработки продуктов. По данным CIM-data, в целом по рынку доходы IBM и Dassault Systemes в 2004 году в два раза опережали доходы их самого крупного конкурента - компании UGS - и превысили отметку в $1,45 млрд. Доходы UGS составили порядка $750 млн. На третьей позиции находится компания PTC с уровнем доходов в $500 млн, далее уже с большим отставанием идет SAP - доходы на уровне $300 млн. Следует учесть, что только IBM, Das-sault Systemes, UGS и PTC предлагают полный пакет PLM-платформы. В индустрии в плане внедрения PLM с отрывом лидирует сфера машиностроения. Здесь инвестиции компаний в 2004 г. превысили $1,5 млрд. На втором месте электроника и телекоммуникации ($1,15 млрд), на третьем - металлургия (около $1 млрд). С заметным отставанием вкладывается в PLM военная и авиакосмическая промышленность - инвестиции порядка $700 млн. А в химической, нефтегазовой, пищевой и других сферах промышленности порядки внедрения PLM существенно ниже.

PLM и Интернет

Широко распространена классификация электронного бизнеса, предложенная компанией Gartner. Она делит его на 4 фазы развития: присутствие, взаимодействие, передача данных (транзакции) и трансформация бизнеса. Начиная с 2001 г. в мире активно развиваются третья и четвертая фазы. Есть менее известная, но тоже четырехуровневая классификация этапов развития электронного бизнеса, предложенная компанией i2. Она основана на том, как используются данные: развитие электронного бизнеса можно рассматривать как восхождение от простого обмена данными к обеспечению средствами технологий потоков работ и потоков принятия решений. Реальное использование интернет-технологий в области PLM стало возможным только на нынешнем, более высоком, уровне развития электронного бизнеса. Неудивительно, что радикальные изменения происходят именно сейчас: практически за всеми кардинальными переменами стоит трансформация философии построения систем, определяемая web-службами. На сегодняшний день web- ориентированные системы PDM нового поколения cPDm (collaborative Product Definition management - совместное управление данными об изделии) - составляют порядка 40% от числа внедряемых пакетов PLM. Вначале внедрять на производстве PLM с поддержкой интернет-технологий решались только гиганты автомобиле- и авиастроения: Boeing, Ford, DaimlerChrysler, Lock-heed Martin, Toyota.

На сегодняшний день система задействована в таких крупнейших компаниях, как Gene-ral Electric, Proctor&Gamble, Philips, Siemens, Coca-Cola, Ericsson и т.д.

PLM в странах СНГ

Все большее признание PLM-системы получают в последнее время и на предприятиях стран СНГ. На рынке СНГ сегодня представлены разработки компаний IBM, Dassault Sys-temes, MSC Software, Microsoft, Intel, HetNet, Transcat PLM, LMS, Abaqus, TeSIS, BeePitron, Mebius. Есть и собственные разработки, основанные на стандартах ISO 10303 (STEP). Типичный пример - система управления инженерными данными и жизненным циклом изделия ЛОЦМАН, которая является центральным компонентом программного комплекса КОМПАС и содержит всю информацию, необходимую для проектирования, изготовления и эксплуатации продукции в организации любого профиля.

Чтобы обеспечить конкурентоспособность, предприятия машиностроения вынуждены постоянно осваивать быстрый запуск новых изделий, удовлетворяющих требованиям заказчиков. Сократить время вывода на рынок нового изделия и, тем самым, повысить эффективность своей деятельности, производственным предприятиям позволяет применение технологии управления жизненным циклом продукции (изделия) и информационной системы в качестве инструмента реализации технологии.

Жизненный цикл продукции , согласно ГОСТ Р 50-605-80-93, — совокупность взаимосвязанных процессов последовательного изменения состояния продукции от формирования исходных требований к ней до окончания ее эксплуатации или применения.

Свободная энциклопедия Википедия определяет жизненный цикл изделия (продукции) как совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта.

Среди основных процессов жизненного цикла продукции выделяют обычно проектирование, производство, эксплуатацию, утилизацию. Каждый из основных процессов состоит из совокупности множества других. Так, например, процесс проектирования включает в себя научно-исследовательские работы и опытно-констукторские разработки, конструкторскую и технологическую подготовку производства, освоение производства нового изделия и т.д.

При этом следует отметить, что продукция конкретного типа может одновременно находиться в нескольких стадиях жизненного цикла, например, в стадиях производства, эксплуатации и капитального ремонта.

Технология управления жизненным циклом изделий (Product Lifecycle Management, PLM) представляет собой организационно-техническую систему, обеспечивающую управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации.

Так как технология непосредственно касается информации, тут уже без информационной системы не обойтись, поскольку вся информация, содержащаяся в PLM-системе, образует «цифровую историю жизни» производимой продукции.

Технология управления жизненным циклом изделия:

• поддерживает коллективную разработку изделия;
• обеспечивает интеграцию персонала, производственных процессов и информации;
• позволяет «бесшовно» объединить систему управление данными об изделии (PDM) и систему планирования производственных ресурсов (Enterprise Resource Planning, ERP).

Если PLM обеспечивает управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, то базовые функциональные возможности PDM-систем, как части концепции PLM, охватывают:

• управление хранением данных и документами;
• управление потоками работ и процессами;
• управление структурой продукта;
• автоматизацию генерации выборок и отчетов;
• механизм авторизации.

С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание больших массивов данных и инженерно-технической информации, необходимых на этапах проектирования, производства, а также поддержка эксплуатации, сопровождения и утилизации технических изделий.

Программно-методический комплекс

Интерес предприятий машиностроительной отрасли все в большей степени смещается от автоматизации учета и экономических расчетов к автоматизации управления производством. Программно-методический комплекс «1С:Машиностроение 8 СТАРТ PLM», благодаря интеграции PDM и ERP, позволяет управлять информацией об изделии на протяжении всего жизненного цикла и решать разного рода производственные задачи на предприятиях с высокой долей затрат на конструкторско-технологическую подготовку производства (рис. 1). Программно-методический комплекс содержит обобщенные технологии управления машиностроительным предприятием, совокупность знаний и рекомендации по их применению.

Рис. 1. Функциональная модель базового PLM-решения

Однако ни одно информационно-технологическое решение никогда не сможет удовлетворить всех и сразу. Тем более что управление, в том числе и в машиностроительной отрасли, считают искусством, хотя в его основе лежат проверенные жизнью технологии. Каждое предприятие строит свою систему управления производством, включающую в себя и управление информацией об изделии на протяжении всего жизненного цикла. Тем не менее, Третий практический форум «1С:Машиностроение 8 СТАРТ PLM»: автоматизация производства» позволил его участникам обсудить ряд методологических вопросов управления производством и различных методик автоматизации на предприятиях машиностроения, обменяться мнением об их использовании, познакомиться с некоторыми вариантами решений производственных задач на нескольких промышленных предприятиях.

Производственное планирование

При всей видимости общности подходов к планированию на каждом предприятии используется своя система построения планов. Обусловлено это множеством факторов, среди которых стратегия предприятия, тип производства (массовое, серийное, мелкосерийное, единичное) и длительность производственного цикла, трудоемкость изготовления продукции и особенности технологического процесса. Большое влияние на систему планирования оказывают организация закупочной и сбытовой логистики и самого производства, уровень подготовки кадров и т.д. Все эти факторы необходимо учитывать.

Использование программно-методического комплекса позволяет директору по производству автоматизировать основные свои функции — планирование (долгосрочное и краткосрочное), контроль исполнения планов производства и контроль расходов, что позволяет повысить эффективность производства и своевременно обеспечить предприятие необходимой информацией.

Как правило, система планирования представляет собой совокупность планов, которые отличаются между собой назначением, горизонтом планирования, уровнем детализации и прочими характеристиками. В зоне ответственности директора по производству находятся:

• планы производства;
• планы потребности в материальных ресурсах;
• планы загрузки мощностей;
• планы потребности в трудовых ресурсах и т.д.

Так, на одном из предприятий, о котором было рассказано на Форуме, производственное планирование строится по 2 контурам:

1. Долгосрочное прогнозное планирование на год с последующей разбивкой на кварталы и месяцы на основе прогнозных данных и планов продаж готовой продукции.
2. Оперативное понедельное планирование на основе заказов покупателей и по потребностям «идеального склада». Под «идеальным складом» понимаются страховые запасы готовой продукции, чтобы обеспечивать возникающие потребности покупателей непосредственно со склада.

По долгосрочным планам производства готовой продукции формируются планы сборки и планы производства деталей и сборочных единиц. Кроме этого, оцениваются потребности в материалах, сырье и покупных изделиях, проводится предварительная оценка достаточности производственных мощностей.

Оперативное планирование на неделю по своей структуре не отличается от прогнозного, но точность его, несомненно, выше. На основании недельных планов осуществляется уже диспетчеризация производства, формируются конкретные задания, и осуществляется производство и выпуск продукции.

Следует отметить, что все эти работы проводятся автоматически. В автоматическом режиме осуществляется и контроль выполнения планов, сравнение прогнозных и оперативных планов, сравнение плановых данных с фактическими.

Однако эффективность планирования и контроля производства напрямую зависят от полноты, актуальности и нормализации нормативно-справочной информации. А это номенклатура изделий, полуфабрикатов, материалов сырья, покупных изделий. Это и спецификация, состав изделия, инженерные данные и некоторая дополнительная информация, необходимая для автоматизации управления производством.

Оперативный контроль запасов

Участники Форума рассмотрели еще один вариант решения производственных задач на промышленном предприятии.
В данном случае, существование на предприятии центрального склада материалов, на котором хранятся материалы для основного производства и вспомогательного, инвентарь, хозяйственные принадлежности и все прочие материалы, не позволяло оперативно контролировать запасы. Довольно сложно понять, какие остатки материалов находятся в производстве на текущую дату. Нет возможности определить потребность производства в материалах и необходимые сроки поставок, а также определить остатки неделимых материалов.

Выделение цеховых кладовых материалов для основного производства позволило решить задачу оперативного контроля. Кроме того, предприятие получило возможность корректировать нормы расхода материалов в реальном времени и разделять имеющиеся на центральном складе материалы между производственными подразделениями.

Важно подчеркнуть, что организация цеховых кладовых не потребовала дополнительных площадей, поскольку информационные технологии позволяют решать такого рода производственные задачи в виртуальном пространстве — в информационной системе через организацию информационных потоков.

Оптимизация ввода информации

Еще один пример решения производственных задач — оптимизация ввода в систему данных, необходимых для управления производством и принятия оперативных решений.

Казалось бы, простой вопрос. Но учитывая большие объемы разнородной информации, которые должны заносить в систему сами работники, выполняющие производственные задания в цехах, или диспетчеры производства, то понятно, что не следует усложнять жизнь производственным работникам. Процесс ввода данных должен быть для них максимально упрощен. Им необходимо всего лишь зафиксировать нужную информацию в максимально простой и доступной форме.

Так, оптимизация для производственных работников ввода информации в систему позволила организовать эффективный процесс взаимодействия коммерческого отдела и производственного цеха (рис. 2).

Рис. 2 . Пример работы производственных специалистов в программе

Производственное оборудование, несмотря на множественность технологических процессов, выстроено таким образом, что позволяет запускать в производство с минимальными переналадками изделия с разными характеристиками. Продукция предприятия, имеющая короткий производственный цикл, сразу отгружается покупателю. Поскольку на предприятии нет склада готовой продукции, а транспорт подается по расписанию, то необходимо обеспечить бесперебойный выпуск продукции и, соответственно, оперативный его учет. В цепочке для каждого процесса определены рабочие места и упрощены формы ввода информации, чтобы специалисту были доступны только те данные, которые ему требуется.

Это только некоторые примеры использования программно-методического комплекса и технологии управления жизненным циклом изделия для решения производственных задач.

Платформа сотрудничества и развития

Управление жизненным циклом изделия (продукции), благодаря интеграции систем управления данными об изделии и планирования производственных ресурсов, позволяет организовать совместную работу всех подразделений промышленного предприятия в едином информационном пространстве. Создание единой среды эффективного взаимодействия повышает прозрачность деятельности каждого подразделения и предприятия в целом.