Автоматизированные системы класса PLM



В статье авторы рассматривают системы класса PLM и их роль в цифровизации компаний.

Ключевые слова: PLM, цифровизация, цифровая компания, производственная система.

Цифровая компания — компания, которая внедряет информативные технологии для укрепления своих позиций на рынке. Технологии внедряются на всех этапах жизненного цикла продукции. Компания с традиционными методами работы при внедрении информативных технологий преобразуется в цифровую компанию, что делает продукт, производимый этой компанией, цифровым.

В процессе работы нынешних компаний создается настолько большой массив информации, что работник не может обработать их без применения современных технологий. Чтобы обработать такое количество информации на предприятиях используются устройства, связанные в единую сеть и передающие друг другу данные на разных стадиях производства.

Цифровая трансформация — процесс, вызываемый воздействием внешних явлений и протекающий благодаря им. Через цифровую трансформацию достигается увеличение операционной деятельности, что приводит достижению большей производительности компании.

Особенность цифровой трансформации состоит в объединении потоков данных от всех этапов жизненного цикла изделия. Основной задачей цифровой трансформации является уменьшение затрат времени для принятия решений, увеличение количества способов реализовать потребности потребителя, уменьшение потерь времени для передачи информации между работниками, снижение стоимости продукции.

Цифровая компания включает в себя цифровизацию и интеграцию процессов на всех вертикальных уровнях иерархии компании, от разработки продукта и закупок до производства, логистики и сервисного обслуживания. Горизонтальная интеграция цифрового включает в себя выстраивание новых связей как внутри компании, так и снаружи, а именно поставщиков, потребителей и всех основных участников на протяжении всей цепочки создания стоимости. Для претворения этого в жизнь компания использует последние технические и цифровые достижения. Цифровизация и интеграция процессов на вертикальных и горизонтальных уровнях осуществляется на основе специальной цифровой платформы и представляет собой цифровую экосистему цифровой компании.

Цифровая платформа — это совокупность цифровых данных, моделей, логики, алгоритмов, средств, методов, средств, информации и технологий, которые представлены в объединенной автоматизированной функциональной системе. Такая система используется для профессионального управления определенной частью работы, для которого производится процесс взаимодействия всех заинтересованных сторон.

Любая цифровая платформа формирует вокруг себя соответствующую ей экосистему цифрового предприятия, которая содержит в себе поставщиков ресурсов и компонентов, потребителей, а также сервисные и операционные услуги. В то же время любая информация об операционных процессах, эффективности процессов, управлении качеством и операционном планировании может быть предоставлена имеющим к ней доступ работникам в режиме реального времени в общей для всей цифровой компании сети.

Частным случаем цифровизации предприятий является цифровизация производства. Преимущества цифровизации производства:

— увеличение качества производства благодаря возросшей эффективности использования ресурсов;

— уменьшение количества бракованной продукции;

— снижение расхода ресурсов и финансов.

Технологии, используемые цифровым производством:

— цифровое моделирование — точная математическая модель, по которой рассчитываются расходы и эффективность запускаемого производства;

— трехмерное моделирование — моделирование, с помощью которого посредством компьютерной графики строятся трехмерные модели;

— управление жизненным циклом изделия — технология, которая благодаря постоянному мониторингу состояния изделия позволяет своевременно реагировать на любые отклонения от запланированного хода производства;

— технология «интернета вещей» — технология, которая на постоянной основе производит синхронизацию имеющейся информации с интернетом, исключая тем самым вероятность ошибки оператора устройства.

У всех технологий, используемых на цифровых производствах, одни общие свойства — они направлены на сбор и обработку множества данных от многих систем, на моделирование и на автоматизацию.

Для цифровизации производства используются специальные автоматизированные системы класса PLM.

PLM — это прикладное программное обеспечение, которое предназначено для управления жизненным циклом продукта. PLM-технологии объединяют методы и инструменты информационной поддержки на всех этапах жизненного цикла изделия. Определяющей особенностью PLM является взаимодействие любых автоматизированных систем с любыми средствами автоматизации от любых разработчиков. PLM-технологии — это база, которая содержит в себе цифровое информационное пространство, в котором функционируют PDM, CAD, CAE, CAPP, CAM, MPM.

Основные компоненты PLM:

PDM — основа PLM, которая представляет собой систему управления данными о продукте;

CAD — проектирование изделий;

CAE — инженерные расчеты;

CAPP — разработка техпроцессов;

CAM — разработка управляющих программ для станков с ЧПУ;

MPM — моделирование и анализ производства изделия.

На любом этапе жизненного цикла изделия применяются разнообразные программы, которые используются для получения инженерной информации. В большинстве случаев программы могут взаимодействовать с PDM, благодаря чему процесс работы с информацией становится удобнее и продуктивнее. Вся инженерная информация расположена в одном месте для всех объектов жизненного цикла, имеющих доступ к ней. PLM создает связующее программное обеспечение, которое включает в себя информационные системы компании и обеспечивает одновременную работу всех участников жизненного цикла изделия над проектом.

PLM-система — производственная система, которая решает задачи автоматизации конструкторского и технологического проектирования для автоматизированного производства, оснащенного программно-управляемым технологическим оборудованием. В среде PLM-системы работают конструктора, технологи и разработчики изделий. С системой работают и службы, занятые подготовкой производства, и те, кто использует конструкторско-технологическую информацию как исходные данные для планирования, обеспечения, управления производственным процессом. Данные, единожды добавленные в систему, многократно используются в дальнейшем.

Наиболее важной частью PLM-системы является единый электронный архив, содержимое которого наполняется благодаря работе конструкторского отдела компании. Для конструкторской службы PLM — это база данных по производимой продукции и средство для работы с рабочей документацией. Для остальных служб PLM-система обеспечивает доступ к информации посредством актуальной базы данных.

Проектирование технологических процессов осуществляется с учетом библиотек, материалов, инструментов, стандартов, типовых технологических процессов, а также руководств по выбору оснастки и выбору инструментов по поводу использования производственного оборудования.

На рынке представлено множество PLM: как иностранных, так и отечественных. Ниже представлена таблица, в которой приведены компании, выступающие на рынке PLM, их продукция, краткое описание продукции и основные заказчики, пользующиеся услугами данных компаний.

Таблица 1

Рынок PLM

КОМПАНИЯ	PLM-ПРОДУКТЫ	ОПИСАНИЕ
USG	Unigraphics NX	CAD/CAM/CAE-система
	Solid Edge	Система твердотельного и поверхностного моделирования
	Teamcenter	Пакет масштабируемых программных решений для поддержки жизненного цикла изделий
	E-factory	Система моделирования процессов производства
IBM / Dassault Systemes	CATIA	Система автоматизированного проектирования
	ENOVIA	Система управления жизненным циклом продуктов
	DELMIA	Программное обеспечение для моделирования производства
	SmarTeam	Приложение для управления данными о продукции
	SolidWorks	Программный комплекс САПР для автоматизации работ
	DB2	Семейство систем управления реляционными базами данных
	Lotus	Система коллективной работы
РТС	Pro/E Wildfire	CAD/CAM/CAE-система
	Windchill	Программа управления жизненным циклом продукта
utodesk	Inventor	Система трёхмерного твердотельного и поверхностного параметрического проектирования
АСКОН	’Компас», «Лоцман:РLМ»	CAD/CAM-система и система управления инженерными данными и жизненным циклом изделия
«Топ Системы»	Т-FLех	Система автоматизированного проектирования
MatrixONE	Matrix 10	Система контроля и управления доступом
Agile	Agile 9	Набор средств управления инженерной информацией
«Лоция Софт»	Lotsia PLM 4	Система автоматизации управления данными, документооборотом и электронным архивом
«СиСофт Девелопмент»	TechnologiCS	Программа для управления проектами
ADEM	ADEM	CAD/CAM/CAPP/PDM система

Каждая из PLM-систем имеет схожий с остальными набор функций. Зачастую многие из них задействуют стороннее программное обеспечение для осуществления работ, для которых данная система не была изначально разработана.

В рамках программы импортозамещения получили развитие отечественные PLM-системы. На данный момент они не уступают по функционалу и удобству зарубежным аналогам.

Литература:

1. ГОСТ 23501.101–87 Системы автоматизированного проектирования. Основные положения: утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.06.87 N 2668: дата введения 1988–07–01
2. Обзор систем автоматизированного проектирования / Дудко О. Н., Нелюбина А. Д., Кожевникова Н. Ю., Хасанов А. Р. // Современные материалы, техника и технологии — Челябинск, 2015 — Выпуск № 2 — с. 51–54.
3. PLM эксперт. Инновации в промышленности. 2018. № 1 (апрель)
4. Французова Ю. В., Трошина А. Г. Повышение эффективности технического контроля с использованием информационных технологий // Труды Всероссийской научно-технической конференции «Интеллектуальные и информационные системы» (Интеллект-2016) / Тульский государственный университет. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. С. 192–194.
5. Чад Джексон. Новое поколение проектирования // САПР и графика. -2017. — № 12. — С. 58–63.
6. Бортяков Д. Е. Основы проектной деятельности. Системы автоматизированного проектирования машин и оборудования: учебное пособие / Д. Е. Бортяков, С. В. Мещеряков, Н. А. Солодилова; под ред. С. В. Мещерякова. — 3-е изд. перераб. и доп. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. — 152 с.