Управление жизненным циклом изделия в области электротехники. PLM-решения для создания высокотехнологичных изделий
Алексей Гладких, руководитель проектов направления «Решения для производства кабельных сборок и жгутов»
GladkihAA@dipaul.ru
Создание высокотехнологичных изделий — сложный и затратный процесс, который чаще всего инициируется с нулевой точки и включает формирование научного, научно-технологического и производственно-технологического задела, изготовление макетных, экспериментальных, а затем опытных и серийных образцов. Цена просчета на различных этапах разработки очень высока, особенно это ощутимо на стадиях выпуска установочной серии и серийного производства. Создание сложных технических изделий осуществляется благодаря использованию новых и традиционных технологий. Применение концепции PLM (управление жизненным циклом изделия) при разработке высокотехнологичных продуктов существенно снижает вероятность ошибки, так как предлагаемые технологии позволяют на всех стадиях эффективно управлять информацией об изделии, бизнес-процессами и ресурсами.
Концептуальный подход в области управления жизненным циклом изделия
PLM-управление жизненным циклом изделияPLM-системы представляют собой комплексное решение, обеспечивающее, с одной стороны, интеграцию процессов и ресурсов, а с другой — данных и различных информационных систем. 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.
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 является самой сложной задачей при организации электронного проектирования сложного изделия. Причем, когда мы говорим о сквозном управлении, следует иметь в виду двунаправленное взаимодействие информационных потоков: от проектирования в производство и от производства в проектирование. 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 успешного решения требуется приложить немало усилий, которые влекут за собой реорганизацию процессов выпуска и технического обслуживания продукции с привлечением современных информационно-технических решений, внедрение новых технологий, использование автоматизированных систем на всех этапах разработки изделия, применение современного автоматического оборудования, развитие собственных технологий, повышение уровня компетенций в профильных областях, подготовку высококвалифицированных специалистов.
Тенденция роста рынка производства радиоэлектронного оборудования различного назначения заставляет решать важные задачи при разработке высокотехнологичных изделий, а именно задачи электромагнитной совместимости, массогабаритных характеристик. Применение 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 данных 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 повышенным требованиям и максимальному улучшению показателей технологичности.
Использование средств систем автоматизированного проектирования, контроля и учета существенным образом понижает вышеуказанные риски и улучшает показатели технологичности изделий и 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.
Создание такого рода систем — один из важнейших этапов проектирования и разработки сложных изделий. Именно поэтому внедрение данных систем является наиболее важным процессом в любой отрасли.
Предлагаемое решение позволяет 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, на этапах проектирования проводить контроль, проверку и тестирование виртуальных объектов, участвовать в анализе по надежности и готовности. Все это можно реализовывать 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.
При разработке сложных систем электроснабжения предлагаемое решение может найти применение в таких отраслях, как авиация, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, приборостроение, автоматика, радиоэлектроника и т. д.
Компания IGE+XAO предлагает на российском рынке специализированное автоматизированное программное решение для проектирования в области электротехники и автоматики. Это решение содержит целую линейку программных модулей и конфигураций, чья основная задача — создание логики электротехнического проекта. Предлагаемое решение используется на разных стадиях разработки высокотехнологичных продуктов и обеспечивает 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, проверка на 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;
• Использовать готовую базу символов и создание собственных 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.
Компания IGE+XAO предлагает на российском рынке специализированное автоматизированное программное решение для проектирования в области электротехники и автоматики.
Предлагаемое решение включает ряд комплексных и отраслевых решений:
• SEE Electrical PLM;
• SEE Electrical;
• SEE Electrical Expert;
• SEE System Design;
• SEE Electrical Building;
• SEE Project Manager;
• SEE Compodata;
• PROSYST.
SEE Electrical PLM
Является комплексным решением, отвечающим современным требованиям сложного процесса проектирования и разработки, которое позволяет с помощью набора специализированных решений 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.
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.
SEE Project Manager — основной модуль, направленный на решение задач, связанных с управлением электрическими проектами с SEE-приложениями. Он также позволит разделить данные проекта между пользователями и включает управление сведениями об изделии, учитывая его структуру. Спроектированный специально для совместной работы, он 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, который позволяет управлять всеми видами схем, формировать спецификации и имеет встроенные механизмы интеграции с системой трехмерного проектирования CATIA и PDM-системой SmarTeam. Конфигурация Harness Package специально предназначена для проектирования электрических жгутов и содержит различный набор инструментов для работы специалистов.
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,
Ведение проектной деятельности в среде SEE Electrical PLM способно повысить качество, сократить сроки проектирования и разработки выпускаемого изделия, снизить трудозатраты, а также 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, в том числе содержит интеграционные модули, позволяющие вести работу в различных системах класса PDM. SEE Electrical Expert дает возможность пользователю создавать собственное рабочее окружение в соответствии с различными нормами и стандартами, используемыми во многих отраслях, — авиации, автомобилестроении, космонавтике, железнодорожном транспорте, кораблестроении, промышленном производстве и т. д. Решение содержит библиотеку символов более 4000 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 позволяет 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 включает возможность управлять данными 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
Позволяет создавать или импортировать архитектурный план для создания схемы электрических установок и прокладки проводов, 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 позволяет 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 вводом в эксплуатацию, а также диагностики, записи и анализа работы систем управления.Компания «Диполь» является признанным экспертом в технологии производства электроники и электротехнических изделий. В области компетенций «Диполя» находятся такие направления, как внедрение и адаптация передовых технологий в области радиоэлектронного комплекса, технологичные решения для производства, решения для конструкторской и технологической подготовки производства, проведение образовательных и обучающих курсов для специалистов электронной промышленности и многое другое.
Специалисты компании реализуют высокотехнологичные проекты реконструкции и модернизации предприятий, производящих электронные изделия для различных отраслей промышленности, участвуют в сложных комплексных проектах в области автоматизации производственных площадок, конструкторских бюро, предприятий, концернов и холдингов.
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, себестоимость изготовления изделия и стоимость устранения ошибки.
