Что такое PLM система и какие выгоды она даёт предприятию
Существует два способа увеличить прибыль: повысить доходы или сократить затраты. Один из методов решения обеих указанных задач – это внедрение на предприятии современных информационных сервисов. Рассказываем о том, почему имеет смысл начать цифровизацию именно с PLM-системы.
Говоря о цифровизации, обычно в первую очередь вспоминают про CRM или ERP-системы. Такие решения действительно часто становятся фундаментом для информационной инфраструктуры предприятия, но у них есть общая отличительная черта: значительный масштаб.
ERP и CRM затрагивают практически все процессы и сферы деятельности компании, поэтому начинать цифровизацию с внедрения таких решений может быть затруднительно – слишком уж большой предстоит объём работ и изменений. Если для вас важно сохранить баланс между трудоёмкостью процессов преобразования и их экономическим эффектом, лучше будет начать с более специализированных продуктов. Например, с PLM.
PLM – это Product Lifecycle Management: прикладное ПО, созданное для контроля над жизненным циклом выпускаемой продукции. Оно позволяет управлять всеми данными об изделиях на всех этапах его производства и эксплуатации, облегчая работу конструкторов и технологов предприятия.
На протяжении долгого времени основным инструментом конструктора оставались CAD-продукты: системы, созданные для проектирования и моделирования изделий. Однако по мере перехода к работе в 3D и усложнения конструкторской документации CAD перестали удовлетворять потребностям специалистов. Огромное количество задействованных в цифровой структуре изделия файлов уже не позволяло работать с ними вручную – точнее, это оказалось слишком трудоёмко.
Так появились системы PDM: программы, которые в одном окне объединяли данные справочной, технологической и конструкторской систем. От CAD они отличались возможностью гибко управлять всей структурой продукта – назначать связи между файлами, считывать дерево файлов сборок и т. д. Было создано единое информационное пространство с данными о продукте: документацией, инженерными и техническими сведениями, описанием рабочих процессов и т. д.
Следующим шагом стало объединение с этими данными сведений, относящихся к остальным этапам жизненного цикла продукта: стадиям эксплуатации, обслуживания и утилизации. Это и есть PLM-системы: программные комплексы, связывающие между собой конструкторов, технологов, закупки, производство, ОТК и отгрузку. Все подразделения предприятия работают в единой информационной среде, что серьёзно упрощает процессы взаимодействия.
PDM-система: что это такое, её назначение
С развитием информационных технологий предприятия стараются все больше автоматизировать процесс производства и управления. Это требует комплексного подхода, поэтому задействованы CALS (ИПИ)-способы. Рассмотрим их подробнее на примере PDM (ПДМ)-системы – что это такое и когда они применяются.
Continuous Acquisition and Lifecycle Support – непрерывная информподдержка поставок изделия, его жизненного цикла и процессов. Это методы, использующиеся для повышения эффективности регулирования данных об изделии. При постановке и выполнении производственной задачи важную роль играет Product Data Management, являющийся в этом ключевым объектом. С его помощью повышают доступность всех необходимых данных, что предполагает объединение сведений о продукции в единую, логически выстроенную модель. Одновременно он является рабочей средой для пользователя, где главная задача – предоставление определенному сотруднику нужной информации вовремя и в удобной форме.
Проще говоря ПДМ – это использование компьютерных программ для руководства информацией о производимых деталях и процессе их изготовления через единый центр.
Product Data Management: история создания технологии
Еще в середине ХХ века схемы и планы продукции делали вручную на бумаге. Из такого вида проектирования возникли технологии для автоматизации работы, предполагающие использование САПР, чтобы создавать перечни производимых продуктов. Первые примеры PDM-систем – бумажные схемы. С их помощью планировали ресурсы компании, чтобы координировать все транзакционные операции:
Но такое хранение информации и передача данных затрудняли процесс производства, согласования проектов, общения с государственными органами и партнерами. Каждый шаг требовал времени и затрат на проект. Несовершенство таких методов привело к популяризации CALS. Для специалистов разных отраслей существуют курсы, где их изучают. Назначение PDM-системы Search, одного из направлений обучения, организация навыков и методология менеджмента групповой работы.
Цели внедрения, как работает, взаимодействует с другими системами и на какие этапы влияет Product Data Management
Руководство сведениями о производимых изделиях предполагает использование соответствующего программного обеспечения для руководства информацией, которая связана с определенной деталью. Она содержит:
Это позволяет производителю отслеживать все возможные затраты на разработку нового продукта.
Схема взаимодействия и связи с PDM-системы управления данными об изделии:
Этапы внедрения в производство:
Безопасность координации данных
Фиксация и управление информацией об изделиях обеспечивается системами PDM. Они гарантируют правильную доставку сведений пользователям в процессе всего жизненного цикла (ЖЦ) продукта.
Благодаря наличию прав доступа и возможности координации ролей юзеров, защищенность и функциональные возможности надежно сохраняют права интеллектуальной собственности предприятия.
Автоматизация контроля используется для оптимизации:
Применение этих систем также совершенствует расчет стоимости и содействует сотрудничеству основных команд. Это обеспечивает прозрачность, нужную для определения верных решений.
Управление конфигурацией
ПДМ предоставляет полную картину с целью коррекции, контроля и презентации спецификации данных, синхронизации и уравнивания источников ЖЦ объекта.
Многие из PDM-систем поддерживают особенные надобности менеджмента и открыты для нескольких команд сразу. Грамотно выбранный софт – прочная основа организации в любой сфере с перспективой расширения до полноценной платформы PLM – жизненным циклом изделия.
Особенности и преимущества
Ключевая роль в ПДМ отдана отслеживанию, преобразованию, архивации любых сведений о детали, которые сохраняются на одном или нескольких серверах.
Чтобы не допустить ошибки, для проектирования необходимо произвести правильные расчеты. Моделирование проводят с помощью специальных компьютерных программ:
Метаданные – создатель файла, статус производства компонентов – также координирует центральная база. Она выполняет и другие функции:
Это повышает скорость получения отчетов системы о расходах на производство, позволяя организациям со сложным видом изделий эффективно распределять и учитывать полученные сведения на весь процесс PDM.
Управление данными
ПДМ – своеобразное хранилище информации для истории ЖЦ, способствующее внедрению, обмену материалами между всеми, кто пользуется им. Права на доступ могут быть открыты менеджерам проектов, партнерам, инженерам, клиентам и продавцам, группам контроля качества.
Все действия, производимые с помощью программного обеспечения, ориентированы на сбор показателей об услугах за счет развития производственного цикла, сроков полезного применения продукции.
Типичные данные, управляемые модулем PDM, хранят:
Системы имеют всю информацию, отслеживают любые изменения, что сокращает временные затраты на организационные вопросы. Это повышает производительность, позволяет расширить сотрудничество с использованием виртуальной автоматизации.
Сравнение PDM-систем: спецификация и особенности
Популярными среди специалистов-конструкторов считаются решения:
Программное обеспечение для профессионального 3D-моделирования
Каждое предприятие выбирает удобный для реализации своих целей и задач способ автоматизации информуправления. Ассортимент инструментов для этого разнообразен:
Выбираем доступные системы CAD в России
Правильно выбранная платформа для моделирования – это основной этап для PDM планирования, так как именно с помощью автоматизированного проектировщика создается конструкция будущего объекта, а также производятся расчеты, анализ.
ZWSOFT предлагает клиентам САПР ZWCAD 2018. Это ПО – аналог ACAD, столь же функциональный и удобный. При этом стоимость ниже. Он используется всё большим количеством пользователей и востребован по ряду причин:
В ZWCAD 2017, 2018 есть несколько версий. В качестве удобной программы CAD подойдет Professional и «Стандартная». Набор функций каждой из них отличается, поэтому можно выбрать нужный вариант для заданных целей производства. Главное преимущество – возможность 2D и 3D редактирования и моделирования изображений, поддержка VBA /.Net; / ZRX, отображение элементов CAD и множество других полезных функций.
В версии 2018 есть несколько обновлений:
Они экономят время пользователей. ZWCAD грамотно построенной лицензионной политикой дает клиентам самостоятельный выбор нужных для работы функций, подходящего варианта для реализации задач разных уровней сложности, при этом не нужно переплачивать за опции, которыми не будут пользоваться сотрудники.
Также на сайте представлены модули и надстройки для ZWCAD и ZWCAD+, увеличивающие возможности, которые предлагает базовый софт. Некоторые из них можно интегрировать в ACAD, что делает их популярными среди инженеров, конструкторов, дизайнеров, проектировщиков и специалистов других областей, занимающихся 3Д-моделированием.
Еще одной разработкой ZWSOFT является ZW3D. Он имеет следующие преимущества:
CAD имеет три комплектации – Lite, Standard и Professional. Вы можете выбрать наиболее оптимальный для вас вариант с дополнительными опциями.
Используйте новейшие разработки для роста собственного профессионализма и улучшения продукции вашего предприятия!
Product Data Management
Product Data Management (PDM) — управления данными об изделии. PDM-системой принято считать организационно-техническую систему, которая обеспечивает управление всей информацией об изделии. В качестве изделий могут выступать самые разнообразные товары и объекты: от микрочипов до автомобилей и от мостов до компьютерных сетей. PDM-системы являются неотъемлимой частью PLM-систем.
Содержание
Для популяризации и дальнейшего распространения PDM-систем среди пользователей и разработчиков создано две организации: International Product Data Management User Group (IPDMUG) и Plant/Product Information Management Association (PPIMA). Несмотря на то, что главная задача, которую ставят перед собой создатели этих организаций — просвещение по методам интеграции PDM-систем, они отличаются своими подходами к работе. Деятельность IPDMUG сосредоточена в области информационного обеспечения пользователей данными по совместному использованию PDM-систем с САПР и MRP-системами. PPIMA, занимаясь тем же кругом вопросов, распространяет свою деятельность на всех заинтересованных в вопросе лиц. В сферу своей деятельности PPIMA включает как технические вопросы, так и занимается чисто организационными проблемами.
Структура
Компоненты и составляющие
В PDM-системах объединены сразу несколько технологий:
EDM (engineering data management) — управление инженерными данными;
PIM (product information management) — управление информацией об изделии;
TDM (technical data management) — управление техническими данными;
TIM (technical information management) — управление технической информацией;
А также нельзя забывать об управлении изображениями и манипулированием информацией, всесторонне определяющей конкретное изделие.
Базовые возможности
Базовые возможности PDM-систем весьма разнообразны и включают такие функции, как:
Назначение PDM-систем
При переводе работы предприятия под контроль PDM-систем, достигаются следующие цели:
Все информационные процессы, связанные с проектированием изделия, технологией его производства, а также информация о конструкции, деталях, структуре, геометрических данных и других параметрах изделия находится под управлением PDM-системы. Кроме того, в PDM собраны все чертежи изделия, программы для станков с ЧПУ, планы проектирования и производства, результаты технических испытаний, данные о партиях и отдельных экземплярах изделия, нормативные и законодательные акты, вся корреспонденция, относящаяся к изделию, а также некоторые другие документы.
Функции
PDM-система позволяет контролировать большие объёмы инженерно-технических данных связанных с проектированием, производством, эксплуатацией и дальнейшей утилизацией высокотехнологичных изделий. С помощью PDM-системы можно также отслеживать и вносить изменения во все документы относящиеся к разрабатываемому предмету. Главное отличие от традиционных БД состоит в том, что в PDM можно вносить информацию любых форматов и типов и выдавать её пользователям в структурированном виде. А поскольку PDM-системы могут работать не только с текстовыми документами, имеющими невысокую ценность на современном производстве, а и с геометрическими моделями и данными, которые используются в работе конвеерных линий и компьютеризированных станков, то это выгодно их отличает от традиционных оффисных систем документооборота.
Одна из главных функций PDM — взаимодействие между пользователями. Имея доступ в систему можно обращаться к любой информации на всех стадиях разработки и реализации изделия. А поскольку все данные, относящиеся к объекту, включая чертежи, диаграммы, списки и приложения, хранятся ныне в электронном виде, то при проектировании любой документ всегда находится под рукой. Кроме данных, с помощью PDM-системы можно управлять всем процессом разработки высокотехнологичного объекта. А также получить информацию о самом изделии, о состоянии прилагаемых к нему документов и внесённых в процессе разработки изменениях. В PDM реализована функция по авторизации данных, которые могут повлиять на изменение данных об изделии. С этой целью для различных пользователей разработано несколько режимов доступа, предотвращающих как несанкционированный доступ к документам, так и любое внесение в них изменений. То есть, под централизованным управлением PDM-системы с одной стороны находятся все данные, связанные с самим изделием и процессом его конструирования, производства, эксплуатации и утилизации. А с другой, осуществляет административные функции — не допуская несанкционированный вход в систему, или предотвращая несвойственные для пользователя действия.
PDM-система позволяет также создавать стандартизированные отчёты о характеристиках изделия, его частях и деталях, использованых материалах, а также обо всех этапах прохождения от разработки до утилизации. Каждый пользователь системы может вывести все необходимые документы у себя на экране независимо от того где он находится. Это позволяет собирать в одну команду специалистов проживающих на больших растояниях либо рботать дома, а не в бюро. Возможность групповой и удалённой работы над проектом с возможностью просмотра любого необходимого документа в реальном времени, а также возможность совместного использования общих информационных ресурсов предприятия является одним из главных преимуществ PDM-система по сравнению с традиционными программами по документообороту. При этом в некоторые документы изменения могут вноситься регулярно, другие же оставаться статичными. Все эти возможности существенно сокращают время на обработку заказа, экономя от 40 % до 70 % рабочего времени конструкторов и общей стандартизации цикла внесения изменений в рабочие проекты.
Хочу стать программистом: на примере PLM
Такое можно услышать от многих молодых и взрослых людей. Однако после недолгого гугления выясняется, что понятие «программист» такое же огромное как «доктор». Все сразу и одновременно охватить невозможно, поэтому давайте разберемся в основных направлениях по которым можно развиваться.
Если говорить в-кратце, то программирование это написание программ (ваш кэп). Эти программы нужны для того, чтобы автоматизировать какую-либо деятельность или для развлечения. Например, программы управления станками на заводе, автопилот в самолете, браузер в интернете, операционная система, программы управления бухгалтерией, программы для создания 3D моделей, игры, видео, проведение научных экспериментов, распространение информации… В общем, практически во всех видах деятельности человека присутствует программирование.
Правильнее говорить разработка программного обеспечения (ПО). Я, например, занимаюсь разработкой ПО для автоматизации инженерных и производственных процессов. Все, чем вы пользуетесь, скорее всего было создано на какой-либо фабрике или заводе. Изделия могут быть совершенно разными: смартфон, автомобиль, шампунь, пакетик чипсов, самолет, куртка, велосипед, телевизор и т.д. Практически все изделия производятся массово, хотя возможны некоторые изменения под конкретных людей или некоторые требования.
Так устроена производственная компания
Например, чтобы создать автомобиль, для начала надо придумать концепт и желательно показать его работоспособность и преимущества перед уже существующими аналогами (Research, Proof of Concept). Дальше этот концепт начинают прорабатывать, если изделие состоит из множества сложных компонентов, то разрабатываются технических требования на эти компоненты (Requirement Decomposition), в сложных система используется системное моделирование (Systems Modeling). Далее начинается процесс проектирования: создаются 3D модели на компьютере (Computer Aided Design); эти модели рассчитывают на различные характеристики (Computer Aided Engineering), чтобы изделие и его компоненты не сломались при первом же использовании (а сломались ровно после гарантийного срока и не позже :)), и, наконец, создаются технологические процессы для производства всего этого (Computer Aided Manufacturing), чтобы потом произвести на заводах и собрать (Planning and Execution). Как известно, в автомобиле есть огромное количество различных компонентов (деталей). И на каждую деталь существует документация: виртуальные модели, расчеты, производственные процессы. А еще надо не забывать, что не все получается с первого раза, и в процессе проектирования возникают корректировки, новые решения (Revision Management). В этих процессах участвуют огромное количество людей. И всеми этими данными, процессами и людьми надо управлять, и все это надо хранить. Для этого существуют системы управления данными (Product Data Management), системы планирования производства и системы управления производством (Manufacturing Execution System). А все вместе это называется управление жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management). И это я еще не касался управлением самой компанией, бизнесом, бухгалтерией, поставками и продажами клиентам (Enterprise Resource Planning).
А как же компании, которые занимаются разработкой ПО, ведь у них продукт — это ПО? Да, и для этого есть свой мир управления жизненным циклом приложений (Application Lifecycle Management, ALM). Здесь применение средств автоматизации процессов еще более необходимо, так как наплодить кучу файлов куда проще чем кучу бумаги. Про ALM многие знают, и, чтобы не раздувать статью, я отправлю вас по ссылке за знаниями.
Ну, так вот, о чем это я. Ах да, разработка ПО. Как видно, систем много, и они, мягко говоря, не особо понятны. Но без них вы бы вряд ли сейчас вообще читали эту статью, так как читать ее было бы не с чего.
Итак ПО — это целая система, которая состоит из отдельных модулей, которые отвечают за разные функции системы.
Для того, чтобы создать ПО, надо вначале понять, что вообще должно делать это ваше ПО. Практически все программы состоят из различных модулей, которые отвечают за те или иные функции системы. Например, на любимом вашем смартфоне есть модуль для вывода картинки на экран, есть модуль для пересылки файлов, для передачи и получения данных по интернету, для распараллеливания задач и о-о-чень много чего еще.
Понять, как различные компоненты должны взаимодействовать, — это важнейшая задача, и она называется проектирование архитектуры ПО. Это самое главное! Причем архитектура есть как у всей системы, так и у отдельной маленькой программы. Например, какой вид обхода графа вы создадите и как будете обрабатывать информацию его узлов (последовательная обработка на лету, раскидывание по потокам, колбэк функции и т.д.). Любой разработчик ПО обязан это понимать. Если он это не понимает, то он еще не разработчик ПО.
Но и это еще не все. Как можно понять, какая архитектура будет лучше, если не понимаешь, какие задачи должно решать это ПО? Например, создание 3D моделей состоит не просто в создании точек, линий и поверхностей. Все эти объекты должны быть связаны между собой. Даже простейший кубик: если я изменю координаты одной точки, то должны измениться также связанные с ней кривые и поверхности. Если для создания скругления между двумя поверхностями пользователь должен вырисовывать каждую поверхность скругления вручную, то он просто ахренеет и пошлет все это дело. Он хочет просто выделить поверхности, между которыми надо сделать скругление и задать радиус (в простейшем случае). Также пользователь хочет иметь возможность изменять значения радиуса в будущем, чтобы при этом не разрушались ассоциативные связи в моделе.
Note: В компьютерной графике можно выделить 3 основных вида моделей геометрии: полигональная модель, математическая модель и параметрическая модель. Чтобы было понятно я приведу примеры, как выглядит модель, состоящая из нескольких поверхностей:
Все это требует от разработчика ПО знание области, которую он автоматизирует. В случае с созданием 3D моделей для инженеров — он должен понимать принципы проектирования (mechanical engineering) и производства (manufacturing engineering). То есть он должен думать и как инженер и как разработчик ПО.
А не дохрена ли навесили на разработчика ПО? — спросите вы. Действительно, не мало. Однако есть и приятные моменты — фреймворки. Это такие, уже запрограммированные шаблоны архитектур, абстрактные реализации. Не стоит путать их с библиотеками. Библиотеки — это наборы не связанных или мало связанных между собой функций или объектов. Например: библиотека для работы с матричным представлением данных в python — NumPy; фреймворка OpenCASCADE — для параметрического 3D моделирования.
И тут мы подходим к двум важным понятиям: разработчик ПО и программист. В русском языке нет устоявшейся разницы между этими понятиями. В цивилизованном же мире она давно известна: разработчик ПО — Software Engineer, программист — Software Developer.
Если в кратце, то Software Engineer — это тот, кто придумывает, как должно работать ПО в целом, как оно решает поставленные проблемы, продумывает архитектуру на верхнем уровне и создает задачи по реализации компонентов для Software Developer’ов, а в определенных случаях сам же их и реализовывает. Также существуют другие роли: project manager, team lead, software architect, database administrator, devops, qa engineer, reliability engineer и можно напридумывать еще много кого. Основная причина разделения — это большой объем работ по конкретным задачам. Например, если есть несколько баз данных, и их надо администрировать и следить за их безотказностью, или компания разрабатывает и поддерживает несколько версий продукта, который состоит из нескольких больших модулей (разработка операционной системы, системы автоматизированного проектирования о которых я писал выше и т.п.).
Казалось бы, что Software Engineer на много круче, но это не правильно вот так вот разделять. Да, у него больше знаний из различных дисциплин и больше ответственности. Задача Software Developer’а написать быстро работающий код, отладить его, покрыть его тестами и уложиться в сроки. Я бы сравнил это с управленцами и исполнителями — и те и те не могут существовать по одиночке.
В заключении хочу отметить, что основная проблема в автоматизации — это человек. Человеку свойственно совершать ошибки, у него бывает разное настроение, разные физические и умственные возможности, разный менталитет. Это главная причина по которой в бизнесс процессах происходят сбои и задержки. Однако, существуют фундаментальные ограничения из-за которых невозможно создать полностью автоматизированный процесс разработки изделий. Например постановки задачи оптимизации или упрощение 3D модели для гидрогазодинамического конечно-объемного расчета. А связано это с фундаментальными проблемами алгоритмов, которые невозможно распараллелить, либо вообще алгоритмы, которые невозможно завершить в общем случае за полиноменальное время (NP-класс). И я не говорю к сожалению это или к счастью, потому что если искусственный интеллект сможет создавать себе подобные машины будет совсем другое время. Но это уже рассуждения для другой статьи..
