PLM-системы( Product Lifecycle Management)

PLM (Product Lifecycle Management) – это  “стратегический бизнес-подход, применяющий согласованный набор бизнес-решений по поддержке коллективного процесса разработки, управления, передачи и использования информации об изделии от создания концепции изделия до его утилизации, и реализованный в рамках расширенного предприятия на основе интеграции людей, процессов, бизнес-систем и информации”.

Определение аналитической компании CIMdata 

     В последнее время термин PLM стал очень  популярен в России и постоянно  встречается на страницах многих технических журналов. Разобраться в хитросплетениях понятия PLM подчас бывает совсем непросто. С каждым годом информация о CAD/CAM/CAE-системах,  их производителях и пользователях растет как снежный ком. Часто об одном и том же продукте приходится слышать самые разные мнения. Однако при всем увеличении объема информации ощущается недостаток информированности, - как рядовых пользователей, так и руководителей, возглавляющих различные подразделения, так или иначе связанные с САПР. Это обстоятельство заставляет уделять больше внимания рассмотрению PLM-систем с разных сторон.

     PLM-направление является очередной ступенью развития информационных технологий. Развитие САПР идет эволюционным путем. Начиналось все с 2D- и 3D-систем. В начале 90-х возникло параметрическое моделирование, а в середине 90-х годов появился цифровой макет изделия. Это стало настоящей революцией в проектировании. Цифровой макет изделия - не просто трехмерная модель изделия и возможность реалистичной визуализации. Цифровой макет изделия предполагает наличие специального подхода к управлению процессом изготовления изделия и обеспечивает не только геометрическое, но и логическое управление сборкой в рамках группового проектирования. PLM-системы распространяют понятие цифрового макета на все производство. Очень важно понимать, что PLM не есть лишь сумма отдельно взятых CAD/CAM/CAE/PDM/ERP/CRM и других систем. Истинное PLM-решение предполагает комплексный подход, а это совсем иные принципы САПР, так как PLM-система позволяет управлять производственным процессом. В основе PLM лежит концепция PPR (Product Process Resource), то есть в рамках единой архитектуры пользователи должны управлять тремя разнородными типами данных: о продукте, технологических процессах и ресурсах предприятия. Постоянно обновляемый цифровой макет настолько точен, что при цифровом моделировании технологического процесса подготовки производства в разы снижается время на подготовку серийного производства, а также в 2-3 раза уменьшается стоимость самих технологических процессов механической обработки, сборки и испытаний. Справедливо утверждение, что внедрение PLM-системы - это прежде всего изменение культуры проектирования и производства.

       Переход на PLM-технологии – дорогое занятие, но без этого вскоре российский производитель не сможет разговаривать на одном языке с иностранными партнерами. В условиях государственного и частного бизнеса тройной вектор инновационного промышленного развития – эффективность, стоимость, время – сегодня находится в IT-сфере. Отечественного российского программного обеспечения, способного конкурировать с зарубежным, к сожалению, пока нет. Решающую отрицательную роль здесь сыграл системный характер проблем. За последние 20 лет в отечественную IT-отрасль средства почти не вкладывались. А Запад уже освоил и активно развивает новые методы работы, во главу угла которых поставлена прибыль, а значит: проектирование под заданную себестоимость, максимальное сокращение срока вывода новых изделий на рынок за счет распараллеливания работ, управления жизненным циклом изделия. На данном этапе важно научиться грамотно использовать импортные системы как инструмент, внедрять их в производственный процесс, менять методологию инжиниринга.

     Немаловажной  проблемой сегодня является отсутствие «правильно» подготовленных PLM-специалистов и не только конструкторов, но и менеджеров проектов, специалистов по производственному инжинирингу и логистике, маркетологов.

Проблемой также является само внедрение PLM-технологиий. Если вы просто установите PLM-систему на компьютеры и изучите справочную документацию, то едва ли сможете использовать более одной десятой всех заложенных в нее возможностей. Поэтому очень важно, чтобы решение внедрялось на предприятии с участием квалифицированного интегратора. Внедрение PLM-системы можно сравнить с изучением иностранного языка: приобретение программных средств эквивалентно покупке словаря, но этого еще не достаточно, чтобы научиться строить фразы и предложения. Раньше, когда понятие САПР сводилось к трехмерному моделированию, все было просто и понятно, но полноценное внедрение PLM-решения своими силами практически невозможно в силу объективных причин - слишком широк спектр решаемых задач. 

Внедрение на предприятиях машиностроительной или  приборостроительной отраслей системы  управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management, PLM-системы), предназначенной для сокращения времени его разработки, ускорения вывода на рынок, повышения качества изделия в процессе изготовления и его надежности в процессе эксплуатации.

Решение 

PLM-система   — это интегрированная структура,  объединяющая всю информацию  о процессах создания и выпуска  продукции от технического задания  и описания функционального состава  изделия до разработки конструкторской  документации и технологической  спецификации производственного оборудования. В PLM-системе находится наращиваемое в течение жизненного цикла цифровое описание изделия или его цифровой макет. 

Построение  эффективной PLM-системы требует упорядочения и структуризации всех рабочих процессов  управления Жизненным Циклом изделия путем построения их моделей, которые интегрируют системы различных подразделений, предприятий, партнеров, поставщиков и потребителей.  

В рамках выполнимой модели сквозного рабочего процесса, логически представляющего  собой единый контейнер и описывающего последовательность взаимосвязанных задач управления ЖЦ изделия, осуществляются обращения различных систем, пакетов программ для расчетов, баз данных, систем визуализации информации и средств коммуникации, в том числе находящихся на различных предприятиях компании. Обращения к различным системам из состава PLM-платформы происходит через Интернет, что позволяет построить легко масштабируемую среду поддержи ЖЦИ. 

Преимущества  использования исполнимых моделей  рабочих процессов управления 

ЖЦ изделий  состоят в том, что такие модели позволяют:

Оперативно  адаптировать рабочие процессы поддержки  ЖЦ в соответствии с изменившимися  условиями, требованиями или возможностями  и сократить необходимые для  этого время, издержки и риски.

Интегрировать разнородные программные платформы и системы, используемые при управлении ЖЦ продукции.

С минимальными затратами времени организовать распределенное информационное взаимодействие между предприятиями компании, а  также поставщиками и партнерами в процессе поддержки ЖЦ изделия.

Обеспечить  масштабируемость среды поддержки  ЖЦ изделий, открытую для подключения новых систем, разработчиков и предприятий-соисполнителей за счет доступа к ним через Интернет.

Снизить трудоемкость и время внесения изменений  при совершенствовании продукции, обеспечивающем ее эволюционное развитие и модернизацию.

Обеспечить  создание библиотек стандартных процессов поддержки ЖЦ изделий, которые могут использоваться централизованно всеми предприятиями компании, в том числе и как шаблоны при создании моделей рабочих процессов для новых изделий.

Повысить  наглядность рабочих процессов поддержки ЖЦ (проектирования новых изделий) и создать возможности для проведения их анализа, оптимизации и, соответственно, снижения затрат на выполнение.

Получать  показатели, характеризующие выполнение рабочих процессов управления ЖЦ и их отдельных шагов, что дает возможность оценивать результат от внесенных изменений в рабочий процесс. А поскольку поддержка ЖЦ осуществляется в соответствии с отлаженными и оптимизированными эталонами рабочих процессов из библиотеки шаблонов, то значительно снижаются риски совершения разработчиками ошибочных действий.

Установить  в масштабах компании определенную дисциплину управления ЖЦ, задавая  точные правилами и последовательность процедур при решении каждого  вида задач управления и тем самым  стандартизировать процессы создания и производства продукции.

Состав  работ

Проведение  информационного обследования предприятия  с описанием всех рабочих процессов  компании по конструкторской разработке изделия, его производства, эксплуатации и модернизации.

Формирование  требований к системе управления ЖЦ. Выбор PLM-системы. Описание сквозных рабочих процессов поддержки ЖЦ изделий и разработка их выполнимых моделей, определение точек интеграции рабочих процессов с различными системами.

Отладка моделей сквозных рабочих процессов  и системы в целом. Разработка эксплуатационной документации.

Составляющие  компоненты решения 

Основными компонентами PLM-решения на предприятии  являются:

PDM-система  (Product Data Management, PDM)  — для систематизации  и управления всеми инженерными  данными об изделии;

CAD-система  (Computer Aided Design, CAD)  — система автоматизированного  проектирования изделий;

CAE-система  (Computer Aided Engineering, CAE)  — система  инженерных расчетов;

CAM-система  (Computer Aided Manufacturing, CAM)  — система  разработки управляющих программ для станков и технологических линий.  

Помимо  основных систем, полное PLM-решение  может также включать:

CAPP-систему  (Computer Aided Production Planning, CAPP)  — для  планирования производственных  процессов;

MPM-систему  (Manufacturing Process Management, MPM)  — для моделирования и управления производственными процессами;

систему цифрового производства (Digital Manufacturing – DM);

система поддержки эксплуатации, обслуживания и ремонта изделия (Maintenance, Repair and Operations or Overhaul – MRO) и другие. 
 
 

Цифрово́й маке́т — 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.