WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:     | 1 || 3 |

«ФИЛАТОВ Александр Николаевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО НИСХОДЯЩЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ В ЕДИНОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПРЕДПРИЯТИЯ Специальность ...»

-- [ Страница 2 ] --

уже имелся накопленный положительный опыт применения ряда продуктов компании РТС в некоторых проектах. Кроме того, эта компания имеет возможность непосредственной поддержки своих продуктов на территории РФ через Представительство РТС в России и через сеть авторизованных и сертифицированных партнров. Немаловажным фактором в выборе системы всегда является стоимость приобретения, стоимость технической поддержки и стоимость использования систем. Здесь решения фирмы РТС на момент принятия решения были вне конкуренции.

2.3 Разработка требований к адаптации системы CreoElements/Pro и Windchill PDMLink к задачам проектирования сложных изделий Адаптация систем выполнялась в ходе решения производственных задач возрастающей сложности.

1. CreoElements/Pro(Pro/Engineer) и Windchill PDMLink стал лгкомоторный самолет «Рысачок» (Рисунок 2.1), разработку которого совместно с ООО «Техноавиа» было поручено выполнить ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». В ходе реализации этого проекта впервые специалисты предприятия реально столкнулись с системой Pro/Engineer, осознали особенности разработки конструкции изделия в «тяжлой»

САПР на основе трхмерного моделирования, получили представление о проблемах разработки традиционной КД в таком процессе. Именно в ходе реализации этого проекта появилось понимание необходимости создания специальной технологии разработки для эффективного использования, как инструментария САПР, так и коллектива специалистов в этих условиях.

Рисунок 2.1 – Электронная модель самолета «Рысачок»

2. Следующим этапом стало создание хвостового отсека РН «Союз-2-1В»

(Рисунок 2.2). При разработке этого изделия были получены навыки проектных и конструкторских подразделений работе не только в системе CreoElements/Pro (Pro/Engineer), как в CAD системе, включая задачи создания мастер-геометрии, электронной модели изделия и входящих в не элементов, но и в решении вопросов прокладки трубопроводов и электрических кабелей в специализированных модулях Piping (трубопроводы) и Cabling (кабели).

Рисунок 2.2 – Электронная модель хвостового отсека РН «Союз-2-1В»

3. При создании БВ «Волга» технология нисходящего проектирования была реализована в полной мере. БВ «Волга» в составе ракет-носителей «Союз-2» этапов 1а, 1б и 1в обеспечивает выведение полезной нагрузки на низкие круговые орбиты высотой до 1500 км, а также на солнечно-синхронные орбиты с высотой до 850 км с космодромов Плесецк и Байконур. Блок обеспечивает решение следующих задач:





перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую за время 60-120 минут;

стабилизацию головного блока на пассивных и активных участках полта;

контроль состояния БВ и полезной нагрузки в процессе выведения;

ориентацию головного блока на пассивных участках полта и перед отделением КА, а также, в случае необходимости, обеспечение закрутки головного блока;

затопление (или увод) блока выведения с рабочей орбиты за время, не превышающее 24 часа.

На рисунке 2.3 представлена электронная модель БВ «Волга».

Уникальность БВ «Волга» применительно к тематике диссертационной работы заключается в том, что данное изделие находится на стыке технологии создания РН и КА, которые во многом отличаются. Поэтому выполнение разработки БВ «Волга» по технологии нисходящего проектирования позволило получить неоценимый опыт как для разработчиков РН, так и для разработчиков КА.

4. На основе уникального опыта, полученного в ходе разработки хвостового отсека РН «Союз-2-1В» и БВ «Волга» было принято решение о выполнении разработки КА «Обзор-Р» (Рисунок 2.4.) по технологии нисходящего проектирования, которое в настоящее время успешно реализуется.

Рисунок 2.4 – Электронная модель перспективного КА Основным требованием к CreoElements/Pro и Windchill PDMLink в плане применения в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» стала необходимость создания методологической основы разработки изделий РКТ, опирающейся на базовый функционал указанных систем. Условие по работе в базовом функционале CreoElements/Pro и Windchill PDMLink, реализованным в ядре системы, ставится в обязательном порядке. Это обусловлено тем, что дополнительные надстройки к базовому ПО, созданные за пределами их функционала, решают задачу только сегодняшнего дня. Они существенно ограничивают возможности по обновлению ПО как от релиза к релизу в пределах одной версии, так и от версии к версии.

Выполненные работы по анализу задач, по внедрению в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» технологии нисходящего проектирования и требований к системам CreoElements/Pro и Windchill PDMLink показал:

система CreoElements/Pro удовлетворяет требованиям предприятия по своему функционалу и не требует доработки. Основными задачами

для массового применения указанной системы на предприятии являются обучение персонала, оказание консалтинговой помощи при освоении системы, сопровождение разработок и подготовка необходимых регламентов и инструкций для пользователей.

Несоответствие системы CreoElements/Pro отдельным требованиям ЕСКД (преимущественно это условные обозначения графических аннотационных элементов) не носят принципиального характера, понимаются однозначно и устраняются оформлением решения, подписываемого заинтересованными сторонами. Важно отметить, что от версии к версии таких отклонений становится вс меньше и меньше;

система Windchill PDMLink, как система управления инженерными данными, должна быть настроена средствами собственного функционала и программирования в соответствии с бизнес-процессами предприятия.





Одновременно с пониманием задач внедрения систем CreoElements/Pro и Windchill PDMLink коллективом специалистов предприятия под руководством автора была сформирована технология отработки решений, изменяющих настройки системы Windchill PDMLink. Эта технология предполагает осуществлять внедрение новых настроек, роботов и программ в системе Windchill PDMLink в следующем порядке:

разработка задачи;

подготовка настроек или программы;

предварительная отработка на клоне рабочего сервера системы Windchill PDMLink подразделения, подготовившего решение задачи;

оформление акта результатов отработки задачи на клоне подразделения с участием заинтересованных подразделений;

при положительных результатах предварительной отработки подготовка решения по окончательной отработке на основном клоне системы Windchill PDMLink;

оформление акта результатов отработки задачи на основном клоне системы Windchill PDMLink с участием заинтересованных подразделений;

при положительных результатах отработки задачи на основном клоне системы Windchill PDMLink производится перенос настроек или установка ПО на рабочем сервере системы Windchill PDMLink.

Для реализации бизнес-процессов предприятия в системе Windchill PDMLink были реализованы следующие программы:

«Экспорт файлов и ссылок» - сохранение файлов и ссылок для помещения их в электронный архив и вызов файла из архива по ссылке.

«Подсчет контрольной суммы файлов» - подсчт контрольной суммы файлов для фиксации их состояния перед размещением в электронном архиве.

«Модификация таблицы информации «История - Итерации» объекта, добавление столбца «Авторизация/Выпущено» - показ информации о связанных с объектом процессах.

«Создание отчта по дублирующим частям» - проверка частей на предмет дублирования их обозначений и создание отчта по ним для их удаления.

«Удаление дублирующих частей на основе отчта» - переименование частей и в случае необходимости удаление дублирующих частей на основе отчта.

«Создание нового класса для хранения ключей ДСЕ и сервиса генерирующего объекты данного класса и проверяющего атрибут «Номер» с использованием этих объектов» - проверка на «похожие» номера у объектов при их создании и переименовании их по данному признаку.

«Изменение интерфейса для отдельного создания объектов подтипов класса WTChangeOrder2» - дополнительные кнопки, пункты меню для создания данных объектов отдельно, а не через «Создать извещение об изменении».

2.4 Методические основы технологии нисходящего проектирования изделий ракетно-космической техники Ключевыми моментами внедрения нисходящего проектирования на предприятии являются:

выпуск организационно-распорядительных документов, которые ставят цель внедрения технологии, формируют задачи продвижения данной технологии, определяют ответственных за достижение цели и решение задач и задают план действий;

разработка методологической основы нисходящего проектирования;

разработка стандартов предприятия, регламентов и инструкций, конкретизирующих как работу коллектива по технологии, так и отдельных специалистов, решающих конкретные задачи в рамках работы по технологии;

обучение персонала подразделений предприятия в соответствии с профилем их деятельности;

консалтинговая помощь и сопровождение процессов КТПП на всех его этапах.

Как известно, процесс проектирования изделий с использованием САПР может быть реализован в виде двух возможных принципиально отличных друг от друга методов: восходящего (снизу - вверх) и нисходящего (сверху - вниз) проектирования. Принципиальное отличие этих методов проиллюстрировано на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Методы проектирования изделий При традиционном подходе к проектированию с использованием трхмерных САПР (Bottom-UpDesign, проектирование «снизу – вверх») новые изделия проектируются с создания электронных моделей отдельных деталей. Затем из них, как из составных частей, создают отдельные сборки, подсборки и уже на завершающем этапе создатся сборочная конструкция в целом, которая определяет в конце процесса состав изделия и, соответственно, его спецификацию. Важно отметить, что конструктор разрабатывает детали индивидуально и независимо от сборки.

Ключевым недостатком этого метода проектирования, сводящим практически на нет все достоинства 3D-моделирования, является то, что модели деталей, будучи спроектированными независимо друг от друга, чаще всего входят в сборку некорректно. Они могут пересекаться друг с другом или не совмещаться в единую сборку. Исправление этих ошибок возможно, но требует ручной корректировки каждой модели. С увеличением размера сборки эти исправления могут отнимать вс больше и больше времени, т.к. конструктор вынужден создавать и поддерживать массу перекрстных связей между компонентами сборки A, B, C, D и т.д.

(Рисунок 2.6).

Ещ один отрицательный момент этого метода проектирования состоит в высокой сложности изменений, затрагивающих много компонентов, связанных между собой перекрстными ссылками. Конструктор вынужден изменять параметры каждой детали по отдельности, а затем проверять сборку на пересечение компонентов и их собираемость. Тем не менее, несмотря на все эти недостатки, метод восходящего проектирования достаточно широко применяется в проектировании изделий, спецификой которых является минимальное количество изменений и заранее полностью определнная конструкция всех компонентов.

Рисунок 2.6 - Пример сборки с последовательным добавлением компонентов и с Альтернативой рассмотренному методу является метод нисходящего проектирования (Top Down Design, проектирование «сверху – вниз»), когда изделие разрабатывается сначала как концептуальная модель, а затем в процессе проектирования постепенно развивается в полноценную модель с деталями и подсборками. Конструктор с самого начала работает с деталью, создавая е электронную модель, как с частью одного изделия, имея при этом возможность отслеживать связи между компонентами.

Главной особенностью нисходящего проектирования является то, что концептуальная информация об изделии помещается на более высокий уровень, а затем распределяется на более низкие уровни структуры проекта. При такой схеме большая часть концептуальной информации становится доступной для любого конструктора, входящего в проектную команду, и может быть использована или включена в конструкцию входящих деталей и подсборок. Ключевое преимущество метода заключается в том, что, фиксируя всю концептуальную информацию в одном источнике, формируют условия для параллельной работы коллективов различного функционального назначения (разработчики каркасов, разработчики приборов и агрегатов, разработчики монтажа приборов и агрегатов, разработчики кабельной сети и трубопроводов, разработчики стапельной оснастки и др.), а также существенно облегчают е изменение в случае необходимости. Отметим еще один немаловажный факт: так как на эту информацию ссылаются проектируемые компоненты, то после изменения концептуальной модели система автоматически изменит компоненты, которые имеют ссылки на эту модель.

При нисходящем проектировании основная информация о геометрии изделия содержится в модели каркаса или мастер-геометрии S (Рисунок 2.7). Все компоненты спроектированы с привязками к мастер-геометрии. Изменение геометрии каркаса управляет геометрией всей сборки. На базе одного каркаса может быть проработано несколько вариантов комплектации изделия.

Рисунок 2.7 - Сборка при нисходящем проектировании Использование нисходящего проектирования предусматривает создание многоуровневой Управляющей структуры (УС), содержащей всю основную геометрию и базовые параметры проектируемого изделия. В основе УС лежат модели мастер-геометрии. Применительно к системе автоматизированного проектирования CreoElements/Pro модели мастер-геометрии представляют собой скелетоны.

Данные из мастер-геометрии верхнего уровня передаются на нижестоящий уровень и дополняются уточняющей геометрией, позволяя, таким образом, сформировать полную концептуальную схему проектируемого изделия. Разветвлнная схема УС дат возможность организовать параллельную работу разных подразделений проектантов и конструкторов. Заключительным этапом является создание реальных конструкторских моделей деталей и узлов со ссылками на мастергеометрию и выпуск комплекта КД на изделие.

Разработка нового изделия методом нисходящего проектирования позволяет в полной мере обеспечить поддержку следующих сторон реального процесса проектирования:

предварительная разработка структуры изделия;

проработка концепции на стадии трхмерного эскизного проекта;

детальная проработка конструкции изделия на стадии рабочего проекта;

возможность организации параллельной работы групп проектировщиков и конструкторов за счт использования в качестве исходной информации общей геометрии, распределяемой через структуру каркасных моделей (скелетонов);

возможность осуществления контроля над привязками и управления потоком информации в рамках проекта;

возможность быстрого обновления состояния общей геометрии в рабочих группах при изменении начальных условий проекта;

возможность исключения циклических ссылок.

Использование метода нисходящего проектирования дат возможность не только разработки и выпуска КД на базе моделей сборок и деталей изделия, но выполнения других работ по подготовке производства, включая:

подготовку и запуск КД в производство;

разработку моделей и КД сборочной оснастки на основе конструкторских данных в качестве входящей информации;

разработку рабочей и контрольной оснастки, а также разработку управляющих программ (УП) для станков на базе моделей деталей.

Реализация концепции нисходящего проектирования в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ - Прогресс» представляет собой нетривиальную задачу. В отличие от стандартной технологии, заложенной в базовый функционал систем CreoElements/Pro и Windchill PDMLink, созданный в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»

уникальный программно-методический комплекс развил базовую концепцию, придя к е новому наполнению, которое можно отнести к новому типу методологии нисходящего проектирования, а именно, к подходу, известному, как Enterprise Top Down Design (ETDD).

Подход ETDD включает в себя следующие ключевые моменты:

создание концептуальной архитектуры изделия;

разработка детализированной проектной структуры изделия;

проектирование и конструирование деталей и компонентов;

ведение интегрированной базы данных об изделии.

Отличительной особенностью этого подхода является использование системы PDM для организации и ведения электронного хранилища всей информации о создаваемом изделии на всм протяжении его ЖЦ. По сути, в этой базе данных создатся полный электронный макет изделия со всей сопутствующей информацией, включая электронные модели деталей и сборок, конструкторскую, технологическую и эксплуатационную документацию, результаты инженерных расчтов, документацию по испытаниям и т.д. Кроме того, система PDM используется для управления и мониторинга проекта, обеспечивая планирование и актуальный и достоверный контроль выполнения работ всеми исполнителями.

Рассмотрим основные объекты и инструменты системы CreoElements/Pro, используемые при нисходящем проектировании, применение которых создат достижение необходимых положительных эффектов в процессе разработки изделия.

К ним относятся следующие основные инструменты.

Компоновочная схема (Рисунок 2.8). На уровне сборки создатся компоновка изделия, представляющая собой концептуальный двумерный эскиз. Компоновочная схема содержит спецификации и основные управляющие параметры, которые будут использованы для управления всей сборкой. Указанные параметры могут быть как задаваемыми, так и расчтными, значения которых определяются с помощью уравнений. Двумерный эскиз обычно определяет общую схему изделия и может быть создан с использованием чертжных инструментов системы CreoElements/Pro. Для автоматизации процессов создания сборки в компоновочной схеме могут быть созданы необходимые опорные элементы: координатные системы, плоскости, оси. В деталях и сборках эти опорные элементы задаются как реперы для выполнения последующих операций сборки. Элементы этой компоновки распределяются на более низкие уровни, неся в себе информацию о базовых конструкторских идеях, которые были использованы при е создании. При привязывании компоновочной схемы к любой модели CreoElements/Pro параметры компоновочной схемы автоматически добавляются к списку параметров модели. Геометрия эскиза компоновочной схемы не предназначена для точного прочерчивания геометрии изделия и не ассоциативна с объмной компоновкой.

Каркасные модели. По сути, это скелетоны мастер-геометрии, которые обеспечивают возможность создания каркаса конструкции без необходимости создания тврдотельных элементов. На рисунке 2.9 проиллюстрировано понятие каркасной модели. Каркас состоит только из опорных элементов и фиксирует в пространстве базовые решения по данной конструкции. Также можно использовать скелетонную геометрию для фиксирования в конструкции требований по необходимым зазорам, для проектирования монтажных поверхностей в деталях и для определения диапазона перемещения подвижных частей конструкции.

В сборке каркасные модели играют роль опорного каркаса. Каркасные модели содержат опорные фичеры и поверхности и обеспечивают устойчивые ссылки при создании в этой сборке компонентов. Каркасная модель создатся в процессе создания конструкции изделия, причм система CreoElements/Pro автоматически размещает вновь созданную каркасную модель перед всеми остальными компонентами сборки. Все остальные компоненты сборки при свом создании должны ссылаться на каркасную модель. Благодаря каркасным моделям вся конструкторская информация по изделию концентрируется в одном месте. Любое изменение каркасной модели повлечт за собой изменение тврдотельной модели детали, ссылающейся на данную каркасную модель. Каркасные модели используются для определения объмов, занимаемых создаваемыми деталями, определения интерфейса между компонентами и определения движения в сборке.

В каркасных моделях определяется основная геометрия трхмерной компоновки будущего изделия:

габариты узлов и деталей изделия;

характерные геометрические размеры компонентов;

места расположения и форма сопряжений между компонентами;

внешние интерфейсы будущего изделия;

подвижные соединения и механизмы.

На каркасных моделях может проводиться анализ движений кинематических схем изделия, а также может осуществляться оптимизация конструкции изделия. Следует отметить, что каркасные модели не показываются в спецификации, и они не участвуют в расчтах массы и свойств поверхностей. На каркасные модели не оказывают влияния фичеры на уровне сборки (такие как вырезы и отверстия), они не пересекают геометрию каркасной модели. Несмотря на то, что каркасные модели могут создаваться только в режиме сборки, их можно извлекать, выполнять операции над ними и сохранять как обычные детали (стандартные каркасные модели) или сборки (кинематические каркасные модели).

Модели границ (Рисунок 2.10). Модель границ - модель, содержащая в себе общую информацию по граничным условиям (например, по стыку двух независимых отсеков). Информация в граничную модель (ГМ) может приходить как извне (осуществляется стык двух отсеков, изготавливаемых на разных предприятиях), так и внутри предприятия (осуществляется стык отсеков, разрабатываемых различными подразделениями).

Копия геометрии в режиме сборки. Этот инструмент представляет собой последовательную передачу информации из моделей верхнего уровня в модели нижнего уровня в контексте сборки. Он позволяет создать внутри одного объекта сборки копию разнородных геометрических данных с другого объекта сборки.

Отметим, что при этом не допускается передача информации через уровень. Создание операции "Копия геометрии в режиме сборки" доступно только в режиме сборки. Положение скопированной геометрии задается положением детали в сборке, т.е. «родителем» элемента копирования выступает не только объект – источник копируемых данных, но и сборка, в которой создавался элемент копирования.

Копия геометрии с другой модели. Данный инструмент предназначен для передачи информации из моделей высшего уровня в модели низшего и позволяет копировать детали не в контексте сборки, исключая зависимость от сборки и всех моделей между «родителем» и «потомком».

Общая геометрия. Эти данные представляют собой информацию, подготовленную в моделях высшего уровня в виде единого блока для передачи в модели низшего уровня. Блок представляет собой сгруппированный набор ссылок на локальные привязки в рамках объекта создания. Общая геометрия – это, по сути, специальный "контейнер", который создатся в объекте и откуда берутся геометрические привязки для того, чтобы выделить геометрию, необходимую или доступную для копирования. С «общей геометрией» особенно удобно работать в том случае, если для нескольких различных компонентов необходимо скомплектовать одинаковый набор базовых элементов. В случае изменения меняется только «общая геометрия» в файле, где она создавалась. Во всех зависимых моделях изменения пройдут автоматически.

Сборки из пустых объектов CreoElements/Pro. Этот механизм позволяет создание сборочной структуры изделия без необходимости определения геометрии каждой детали, при этом не требуется жстко размещать эту деталь в сборке.

Пустые объекты «заполняются» геометрической информацией в процессе проектирования.

2.5 Схема организации нового проекта на основе технологии нисходящего проектирования Существуют различные типовые схемы организации проекта разработки изделия. Выбор схемы основан на сложности конструкции и количественном составе группы разработчиков. Кратко опишем схему, предназначенную для разработки крупного изделия, такого как изделие РКТ, над которым работает большой коллектив разработчиков. Данная схема легла в основу разработанной методики нисходящего проектирования, применяемой в настоящее время в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

При разработке проекта по данной схеме весь проект разбивается на две отдельные части (Рисунок 2.11):

управляющая структура (УС);

конструкторская сборка изделия (КС).

Связи компонентов в сборке Независимый дубликат (Сохранить как...) Рисунок 2.11 - Схема организации нисходящего проектирования Отметим, что разработкой УС и КС занимаются различные подразделения или группы специалистов в силу разного функционального назначения этих элементов. В основе схемы на этапе разработки и проектирования конструкции изделия заложен последовательный переход от УС к КС изделия. Это позволяет в одни и те же модели УС заложить разные варианты или модификации изделия. Такое разделение позволяет сделать УС полностью независимой от схемы узлования изделия. УС является местом упрощнных конструкторских проработок и схема е деления на подсборки может значительно отличаться от финальной схемы узлования. Напротив, КС изделия полностью отвечает планируемой структуре изделия.

УС, в свою очередь, состоит из Управляющей сборки проектанта (УСП) и Управляющей сборки конструктора (УСК). Эти три основные сборки - УСП, УСК и КС - не являются подсборками друг друга. УСП и УСК состоят из файлов мастер-геометрии, в которых разработчики создают контрольную геометрию. КС собрана из компонентов согласно структуре состава изделия и содержит модели реальных деталей. Для простоты на схеме, представленной на рисунке 2.10, показаны одноуровневые сборки. Реальный проект, разумеется, имеет существенно больше разветвлений.

Разработка проекта начинается с того, что проектанты создают УСП. В файлы мастер-геометрии УСП заносятся основные параметры изделия согласно ТЗ на его разработку. УСП - достаточно сложное многофайловое образование, содержащее основные оси, плоскости, теоретические обводы всего изделия, компоновку основных узлов и агрегатов, модель распределения пространства, модель границ и т.д. Отметим, что на данном этапе делаются достаточно простые геометрические построения, так как важно эти построения сделать в единой, удобной и понятной всем разработчикам форме для дальнейшего использования. УСП, созданная проектантом, содержат информацию для проведения работ конкретными конструкторскими подразделениями и доступна конструкторам только в режиме чтения.

Ведущие специалисты конструкторских подразделений, занимающихся разработкой конструкции изделия по соответствующим направлениям, используют УСП в качестве основополагающей информации. Они копируют геометрические данные из УСП в файл УСК, используя механизм «Копия геометрии из другой модели». На основании скопированной геометрии конструктора разрабатывают мастер-геометрию на узел и в контексте УСК передают информацию в рабочие мастер-геометрии УСК, используя механизм «Копия геометрии». В рабочих УСК подготавливается информация в виде «Общей геометрии» для эскизных моделей.

Эскизная модель содержит только «Внешнюю геометрию» в дереве построений и является источником информации для разработки конструктором модели детали.

На основании Эскизной модели конструктор создает модель детали и разрабатывает на не КД.

Конструктора создают и УСК и КС изделия. В УС они прорабатывают конструкцию, размечают места крепежа, прорисовывают места стыковки деталей (модели границ). В КС они создают тврдотельную модель детали и располагают е на нужное место в структуре сборки, в соответствии со схемой узлования изделия. В данном процессе реализуется самый главный принцип нисходящего проектирования - геометрическая информация постоянно передатся сверху – вниз, от общей компоновки изделия до модели детали. Этим исключается вероятность нестыковки или неоднозначного понимания геометрии между разработчиками разных уровней.

В файлах мастер-геометрии проектантов и конструкторов можно заложить данные для разных модификаций изделия. Так как большая часть элементов и компонентов изделия будет одинаковой в разных модификациях, то работа по созданию новой модификации значительно упрощается. При создании новой модификации сначала необходимо добавить новые данные в файлы мастер-геометрии, потом скопировать КС изделия под другим именем, откорректировать атрибуты и внести изменения новой модификации в модели деталей. КС разных модификаций изделия будут полностью независимы друг от друга, но контролироваться будут едиными файлами мастер-геометрии.

Разработанная технология нисходящего проектирования применительно к структурному построению конструкторско-технологических подразделений ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» предполагает следующий порядок работы по проекту:

Первая фаза – планирование:

разработка предварительной структуры изделия и правил кодификации узлов;

разработка схемы УС (Блок-схема);

создание (дополнение имеющегося) перечня стандартных (параметрические модели стандартных и унифицированных изделий) и покупных компонентов (габаритные модели покупных элементов), подготовка библиотеки 3D-моделей;

создание пустых объектов УС в CreoElements/Pro (Pro/Engineer) и Windchill;

Вторая фаза - разработка УС:

согласование модели границ для разрабатываемого изделия (модуля);

разработка мастер-геометрии верхнего уровня и создание публикуемых наборов геометрии;

размещение упрощнных моделей приборов и агрегатов и создание модели распределения пространства;

разработка мастер-геометрии отсеков и узлов;

разработка эскизных моделей деталей и узлов на основе файлов мастергеометрии и модели распределения пространства;

Третья фаза - разработка Рабочей сборки изделия:

(Pro/Engineer) и Windchill в соответствии со структурой изделия;

размещение моделей приборов и агрегатов в Рабочей сборке на основании модели распределения пространства;

перенос данных из эскизных моделей в конструкторские модели деталей;

разработка точных конструкторских моделей деталей;

добавления элементов 3D-аннотаций в конструкторские модели деталей;

разработка чертежей на базе конструкторских моделей деталей.

4-я фаза - разработка стапельной оснастки и технологического оборудования:

разработка мастер-геометрий стапельной оснастки и технологического оборудования в геометрической привязке к мастер-геометриям конструктора, конструкторской модели изделия и его элементов;

разработка моделей стапельной оснастки и технологического оборудования с внесением необходимых 3D-аннотаций;

разработка на базе моделей чертежей (при необходимости).

Далее проект выходит в область производства, где по созданной в конструкторском бюро и службе главного технолога КД осуществляется изготовление изделия.

2.6 Выводы по второму разделу 1. Существующая нормативная база позволяет осуществлять разработку изделий РКТ в электронном виде, что является необходимым условием для реализации технологии нисходящего проектирования.

2. На основе анализа существующих PLM систем следует использовать в практике на крупном предприятии ракетно–космического профиля PLM-решения в виде связки САПР Creo/ElementsPro и PDM-системы Windchill PDMLink.

3. Сформулированы требования к системе Creo/ElementsPro, охватывающие проектно-конструкторскую и технологическую подготовку производства и направленные на адаптацию указанных систем к реальным потребностям и стратегическим направлениям развития предприятия. Это позволило разработать специфическое представление технологии нисходящего проектирования, адаптированного под потребности ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс».

4.Поставлены и решены задачи настройки систем Creo/ElementsPro и Windchill PDMLink, позволяющие реализовать бизнес-процессы разработки КД, е согласования, изменения, контроля, выполнения расцеховок и технологической проработки. Указанные процессы поддерживаются комплексом из более 70-ти документов методической, нормативной, регламентирующей и инструктивной направленности.

5. Разработана технология нисходящего проектирования изделий РКТ, построенная применительно к особенностям ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» и основанная на решениях Creo/ElementsPro и Windchill PDMLink. Указанная технология создат возможности для распараллеливания работы конструкторских и технологических подразделений предприятия в едином процессе КТПП на основе УСП и УСК. При этом исключительно важным является практически полное отсутствие издержек на информационную поддержку параллельных процессов.

6. Разработан порядок выполнения разработки изделий РКТ по технологии нисходящего проектирования.

3 Математические модели оценки ускорения проектно – конструкторских работ при распараллеливании итерационных процессов разработки Данный раздел посвящн разработке математических моделей, позволяющих формализовать процесс распараллеливания работ при проектировании изделий РКТ по методологии нисходящего проектирования. Решаются задачи организации проектно-конструкторских работ, предполагающие определение оптимального числа параллельных процессов, при максимальном ускорении работ с учтом трудозатрат, направленных на их координацию.

3.1 Организация проектно-конструкторских работ при создании изделий ракетно-космической техники Проектирование изделий РКТ – сложный процесс, требующий большого объма различного рода исследований, вычислений и выполнения графических работ. В нм можно выделить ряд этапов (Рисунок 3.1), отражающих сложившуюся технологию процесса проектирования [33].

Выработка концепции изделия.

облика изделия.

Определение структуры его подсистем.

Моделирование.

Параметрические исследования.

Анализ эффективности.

Оптимизация.

Рисунок 3.1 – Основные этапы разработки проекта изделия РКТ Известно, что проектирование – процесс итерационный, причм итерации осуществляются не только между основными этапами проектирования, но и внутри каждого из них (Рисунок 3.

2). При этом место и удельный вес этапов разработки различны. Например, процесс общего проектирования, включающий техническое предложение и эскизный проект – наиболее ответственные этапы создания изделия [70]. По опыту ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» и других предприятий отрасли известно, что на этих этапах при затрате максимум 20-25% времени от всей работы и не более 5-10% средств принимается 75-80% основных решений по проекту (технических и организационных) От того, насколько правильные решения принимаются на ранних этапах, во многом зависит судьба проекта. Обусловлено это не только тем, что изменения документации, вносимые ранних этапах разработки проекта, приводят к слишком большим затратам средств и времени на его доработку в процессе рабочего проектирования, но и потому, что от них может зависеть сама возможность реализации проекта. Именно поэтому организации процесса проектирования, его модернизации и автоматизации уделяется большое внимание со стороны руководства предприятий и конструкторских подразделений, научно-исследовательских институтов, а также разработчиков информационных систем, предлагающих свои программные решения в данной предметной области.

технического проектирование 4 проектирование Технологическая производства Сопровождение Рисунок 3.2 – Итеративный процесс проектирования изделий РКТ Методология нисходящего проектирования, реализованная в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», позволяет организовать работу над проектом как последовательно, так и параллельно. Сравнивая технологии параллельного и последовательного проектирования, можно выделить достоинства и недостатки каждой из них.

Применение процесса последовательного проектирования эффективно для проектов, в которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования и предоставить разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с конструкторской точки зрения. Однако данная технология обладает рядом существенных недостатков, основным из которых является то, что требования к создаваемому изделию закреплены в ТЗ, и заказчик не имеет возможности менять свои требования и вносить замечания в ходе работы над изделием.

Существенным преимуществом параллельного проектирования является то, что обеспечивается устранение известных недостатков последовательного проектирования, в частности, когда изменения в документацию вносятся на последних стадиях разработки изделия. Как показывает опыт автора, 50 – 70% имеющихся дефектов готовой продукции машиностроения возникают из-за недоработок в конструкторской работе, 20-30% из-за недостаточной технологичности изделия, 5 – 15% – по вине производства.

Организационная структура ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» построена таким образом, что проектные проработки, включающие создание УСП разрабатываемого изделия, как правило, осуществляются в одном проектном подразделении и представляют собой последовательный процесс, результатом которого является построение проектного облика изделия и формирование требований к нему. Сво реальное воплощение данный процесс получает в ТЗ на ККС, содержащем текстовую часть и электронное приложение.

Разработка же КД, для которой уже определены геометрические ограничения и необходимые технические требования, может осуществляться в параллельном режиме в нескольких конструкторских подразделениях, что обусловлено базовыми принципами нисходящего проектирования – наследованием геометрии верхнего уровня, системой сквозных ссылок и ассоциативностью геометрических данных.

Таким образом, создатся возможность для последовательно-параллельного проектирования по нисходящей методологии. При этом неизбежно возникают итерации (процесс согласований, изменений и уточнений) как по вертикали – между проектантами и конструкторами, так и по горизонтали – между конструкторскими отделами (Рисунок 3.3).

Конструкторский отдел Конструкторский отдел Конструкторский отдел Конструкторский отдел разработки общих видов, монтажа бортовой аппаратуры монтажа бортовой кабельной сети разработки КД Рисунок 3.3 – Организация последовательно-параллельных работ по методологии Подобная организация проектных работ позволяет сократить время разработки и варианты исполнения изделий, однако предусматривает дополнительные потери, связанные с координацией параллельно выполняемых работ с учетом итеративности процесса. Таким образом, возникает задача об оптимизации рационального количества параллельно выполняемых процессов и минимизации издержек на информационную поддержку параллельных работ.

3.2 Итерационная модель определения коэффициента ускорения проектно-конструкторских работ с учтом возможности внесения изменений в документацию Распараллеливание проектно-конструкторских работ в значительной мере повышает скорость их выполнения, но требует совмещения последовательно и параллельно выполняемых работ (как показано в пункте 3.1). Кроме того, возникает вопрос о количестве параллельно работающих подразделений и координации их работы. Совершенно очевидно, что четыре параллельно работающих конструкторских подразделения выполнят работу по проекту быстрее, чем два. В тоже время, увеличив их количество, например, до 6-8 можно и не получить нужного ускорения работ и сокращения сроков проектирования из-за возможных больших трудозатрат на координацию их работы и согласование получаемых в процессе параллельной работы инженерных данных.

Примем, что основой для оценки производительности при последовательнопараллельном выполнении работ могут быть использованы подходы, признанные в теории параллельных вычислений и сформулированные в законе Д. Амдала: «В случае, когда задача разделяется на несколько частей, суммарное время е выполнения на параллельной системе не может быть меньше времени выполнения самого длинного фрагмента» [1].

Закон Д. Амдала дат нижнюю оценку достижимой производительности параллельных работ и записывается следующим образом:

где - ускорение работы программы на p процессорах;

– количество процессоров;

- доля от общего объма вычислений, которая может быть получена только последовательными расчтами;

1 - - доля от общего объма вычислений, которая может быть распараллелена.

Закон Амдала позволяет подсчитать реальное ускорение вычислений на многопроцессорных системах, то есть определить нужное количество процессоров для более эффективных вычислений, но при этом не учитывает потери времени на межпроцессорный обмен сообщениями. При этом, рассматривая чтко регламентированный и формализованный круг задач конкретного исполнителя, очерченный геометрией верхнего уровня, геометрическими привязками и прочими элементами технологии нисходящего проектирования, можно с некоторыми допущениями сопоставить работу конкретного специалиста в коллективе с отдельным процессором в многопроцессорной системе. Указанные допущения в рассматриваемой задаче при распараллеливании проектно-конструкторских работ обусловлены необходимостью учитывать потери, связанные с долей работ, которые следует дополнительно затратить на координацию параллельных процессов и согласование результатов.

С учтом этого величину ускорения целесообразно рассчитывать следующим образом:

где – суммарное ускорение решения проектно–конструкторской задачи в результате ряда итераций (j) по уточнению проекта. Характеристика выражает отношение времени решения определнной задачи при последовательном выполнении работ ко времени е решения с распараллеливанием работ и с учтом затрат на их координацию;

- доля работ из всего объма, которая выполняется последовательно (работа проектного отдела);

1 - - доля работ, которая может быть распараллелена (работа конструкторских отделов);

p - количество параллельно работающих подразделений (конструкторских отделов);

j - количество итераций, каждая из которых уточняет проект за счт внесения изменений в документацию;

– величина, определяющая затраты трудоемкости на внесение изменений в документацию по итерациям и равная = 0е-1j - коэффициент, определяющий долю работы, которую необгде ходимо дополнительно затратить на координацию параллельных работ и согласование результатов после j–ой итерации проекта;

0 - коэффициент, определяющий долю работы, которую необходимо дополнительно затратить, чтобы уточнить первую реализацию проекта;

1 – коэффициент уменьшения количества изменений.

В качестве примера приведм результаты вычисления ускорения проектноконструкторских работ для следующих данных:

1. Полный объм проектно-конструкторских работ (чел.*дни) = 1;

2. = 0.2 (20% - доля проектных работ, которая ведтся одним проектным подразделением, то есть выполняется последовательно); p = 4 (четыре конструкторских подразделения, работающих параллельно); 0 = 0.1 (10% - доля дополнительных работ, которые необходимо выполнить, чтобы уточнить первую реализацию проекта); j = 1,…,6; 1 = 1.

Для расчтов применяется файл-программа, разработанная в пакете MathCAD 13 (Приложение А).

В результате для шести итераций получаем следующие значения:

S p6) = (2.273, 2.199, 2.173, 2.164, 2.161, 2.159).

График изменения ускорения при распараллеливании работ в зависимости от числа итераций приведн на рисунке 3.4.

Затраты трудомкости на внесение изменений в документацию по итерациям соответственно равны:

(1.1, 1.137, 1.15, 1.155, 1.157, 1.158).

Из (3.3) и полученных значений следует, что доли потерь трудомкости нарастающим итогом с каждой итерацией увеличиваются, ускорение соответственно уменьшается, но с увеличением количества итераций этот процесс стабилизируется.

Предложенная итерационная модель позволяет учитывать доли выполняемых последовательных и параллельных работ, а также их влияние на ускорение проектно-конструкторских работ. В результате имея итерационную модель можно в условиях ограничения срока реализации проекта управлять ускорением проектно-конструкторских работ, меняя их организацию.

3.3 Оценка влияния стратегии организации работ на ускорение процесса проектирования по нисходящей технологии Появление возможности распараллеливания процессов разработки КД приводит к появлению различных подходов к стратегии (методики) проектноконструкторских работ, различающихся степенью распределения параллельно и последовательно выполняемых работ.

Первая стратегия состоит в том, что мастер–геометрия изделия разрабатывается с высокой степенью конструкторской детализации, которая, с одной стороны увеличивает долю последовательно выполняемого объма работ и соответственно уменьшает долю работ, которая может выполняться в параллельном режиме (1), а с другой, приводит к тому, что возможности конструкторов для воплощения своих конструкторских идей сильно ограничены. В итоге может возникнуть ситуация, когда результаты детальной конструкторской проработки будут противоречить тому, что предписывается мастер-геометрией и реализовать е в полной мере не представляется возможным. Это приведт к необходимости полной реконфигурации мастер – геометрии.

Опыт разработки изделий по нисходящей технологии показывает, что мастер–геометрия должна содержать только необходимую информацию о геометрии изделия, то есть фактически «скульптурное» е описание, основные размеры, «следы» возможного расположения наиболее крупных элементов конструкции, области их возможного сопряжения, то есть оставлять для конструкторской проработки больше степеней свободы (1-)1при min, 0, =0. Такой подход наиболее предпочтителен и составляет суть второй из рассматриваемых стратегий. В этом случае для специалистов более низкой иерархии датся большая свобода для действий, что приводит к сокращению доли последовательно выполняемых работ и к меньшим изменениям мастер – геометрии, а также к сокращению общих сроков разработки за счт возможности параллельной организации выпуска КД.

Сравним первую и вторую стратегии (методики) организации работ с помощью параметра. Для такого сравнения разработана файл-программа «Амдал1» (Приложение А), входной оператор которой имеет вид:

p – количество параллельно работающих подразделений, j – количество итераций реализации проекта.

Для организации цикла в программе «Амдал1» введм параметр n - уменьшенный на единицу размер массива A.

В первом примере увеличим долю последовательно выполняемых работ, то есть возрастет до 0.4.

Для следующих исходных данных:

Выходным параметром программы является массив, каждый столбец котодля конкретного значения по всем итерациям:

рого содержит значения при =0.1, = (2.797, 2.707, 2.675, 2.663, 2.659, 2.658);

при =0.2, = (2.273, 2.199, 2.173, 2.164, 2.161, 2.159);

при =0.3, = (1.914, 1.852, 1.830, 1.822, 1.819, 1.818);

при =0.4, = (1.653, 1.599, 1.581, 1.574, 1.571, 1.57).

Результаты работы программы приведены на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Графики изменения ускорения при различных Результаты расчтов показывают, что чем меньше, тем выше ускорение работ. При этом с меньшим уровнем детализации разрабатывается мастер– геометрия и больше свободы действия предоставляется конструкторским подразделениям.

Во втором примере воспользуемся параметром p, увеличив количество конструкторских подразделений. Для проведения расчтов разработана файлпрограмма «Амдал2» (Приложение А), входной оператор которой имеет вид:

где P – массив значений p.

Для следующих исходных данных Выходным параметром программы является массив, каждый столбец котодля конкретного значения по всем итерациям:

рого содержит значения при p=3, = (1.948, 1.885, 1.863, 1.855, 1.852, 1.851);

при p=4, = (2.273, 2.199, 2.173, 2.164, 2.161, 2.159);

при p=5, = (2.525, 2.444, 2.415, 2.404, 2.401, 2.399);

при p=6, = (2.727, 2.639, 2.608, 2.597, 2.593, 2.591).

Результаты работы программы приведены на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Графики изменения ускорения для различных p и = 0. Результаты расчтов показывают, что чем больше значение p, тем выше ускорение. При этом доля работ проектного отдела сводится к разработке мастер – геометрии и УС, а конструкторская разработка ведтся параллельно несколькими отделами.

В третьем примере приведм результаты расчтов и график изменения ускорения (Рисунок 3.7) для следующих исходных данных, которые совпадают со вторым примером за исключением, которое увеличено с 0,2 до 0,5:

при p=4, = (1.455, 1.407, 1.391, 1.385, 1.383, 1.382);

Рисунок 3.7 - Графики изменения ускорения для различных p и = 0. Анализ графиков (Рисунок 3.6 и Рисунок 3.7) показывает, что распараллеливание тем эффективнее, чем меньше значение. При 0.5 выигрыш в ускорении не значителен, а затраты на организацию параллельной работы возрастают.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что существует определенное значение последовательно выполняемых работ, при котором их распараллеливание теряет смысл.

Изменение трудомкости нарастающим итогом с каждой итерацией увеличиваются, ускорение соответственно уменьшается, но с увеличением количества итераций этот процесс стабилизируется.

Рассмотрим следующий пример, в котором будем учитывать информационные технологии выполнения самих проектно-конструкторских работ и работ, направленных на улучшение технологий по уменьшению количества доработок.

Такими технологиями являются САПР, PDM и PLM – системы, которые дают возможность уменьшить долю затрат на координацию параллельно выполняемых работ, согласование результатов и внесение изменений в документацию. На предприятиях используются разные комбинации данных систем и их модулей, кроме того, степень внедрения и адаптации может быть различной.

Каждую такую комбинацию будем считать отдельной технологией, которой поставим в соответствие значения коэффициентов 0 и 1. Значения коэффициентов для технологий представим в виде векторов E0 и E1.

Входной оператор для программы «Амдал3» (Приложение А) имеет вид:

Для исходных данных Результаты расчетов:

при 0=0,15 и 1=0,8, = (2.174, 2.054, 2.004, 1.982, 1.973, 1.968);

при 0=0,08 и 1=1,4, = (2.273, 2.212, 2.195, 2.189, 2.188, 2.187);

при 0=0,07 и 1=1,5, = (2.315, 2.277, 2.269, 2.267, 2.267, 2.267).

График изменения ускорения приведн на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 - Графики изменения ускорений для различных технологий Анализ показал, ускорение выше и технология тем лучше, чем меньше значение коэффициента 0 и больше значение 1, то есть чем меньше доля работ, дополнительно затрачиваемой на внесение изменений в документацию при первой реализации проекта, и чем меньше изменений при последующих итерациях проекта.

3.5 Эффективность распараллеливания без учта и с учтом затрат времени, связанных с координацией параллельно выполняемых работ Если принять, что весь объм работ по выпуску КД (чел.*дни) на изделие РКТ выполняется последовательно и равен 1, то из выражения (3.2) следует, что При разработке КД несколькими отделами параллельно возникает необходимость в координации этих работ (Рисунок 3.3). Рассмотрим, каким образом изменится ускорение работ с учетом распараллеливания и координации параллельно выполняющихся процессов:

где величина ( ) введена для учта доли работ, затрачиваемых на координацию параллельных процессов.

Условие для Условие для p:

Рассмотрим случай, когда затраты на координацию пропорциональны числу параллельных процессов.

Этот случай можно распространить на системы, в которых с точки зрения сложности и трудомкости больше доминируют компоненты, связанные с разработкой конструкции, а не электронных компонентов и ПО. К таким системам можно отнести РН и БВ. Для этих систем более чтко прослеживается возможность их структурной декомпозиции на отдельные компоненты, каждый из которых обладает свойством внутренней целостности, повышенной степенью внутренней связности, монолитности (корпусная часть, двигатель, система управления, стартовый комплекс и др.). При этом наибольшие потери возникают при увязке КД с проектной.

Для этого случая примем:

где c– коэффициент, определяющий «степень связности» подразделений при координации их работы. Чем меньше значение c, тем меньше потери, связанные с координацией работы подразделений при выполнении совместных проектно-конструкторских работ.

В качестве примера построим график функции (Рисунок 3.9) которая является знаменателем выражения для при фиксированных значениях c Число p «пробегает» ряд целочисленных значений, то есть меняется количество параллельно работающих проектно-конструкторских подразделений.

Исходные данные для расчта:

Из графика видно, что при заданных значениях c и знаменатель принимает наименьшие значения, а, следовательно, наибольшее ускорение при значениях p = 4 и при p = 5 (Рисунок 3.10).

Таким образом, для фиксированных значений c и ускорение работ обладает экстремумом, который достигается при определенном оптимальном значении 3.6 Определение оптимального числа параллельных процессов Найдем оптимальное значение p при фиксированных c и. Чтобы применить известный аппарат математического анализа рассмотрим функцию F(р) как непрерывную. Заменим дискретное (целочисленное) значение p на непрерывное x.

Определим x доставляющий минимум функции, то есть Приравняем производную правой части нулю Учитывая, что (3.9) и (3.10) одна производная, получим Выразим из (3.11) искомый оптимальный параметр:

полученное в разработанной автором файле-программе «Оптимум»:

Полученное решение является оптимальным, так как доставляет максимум функции Sp(p), как показано на графике (Рисунок 3.10).

Рассмотрим ограничение на коэффициент c из условия получения ускорения. В этом случае должно быть:

или в непрерывной постановке откуда получаем При невыполнении условия (3.15) при распараллеливании будем иметь не ускорение, а замедление.

По физической сущности с0, тогда При =0.2 и p=4 ранее заданное значение для с удовлетворяет условию (3.16):

0.040.15.

Рассмотрим случай, когда координирующая функция имеет вид Этот случай наиболее подходит для систем, в которых доминирует с точки зрения трудомкости и сложности не «механический», а «электронный» компонент, то есть имеет место сложное электронное оборудование, системы управления, встроенное ПО. К таким системам можно отнести КА различного назначения. Здесь элементы отличаются большим уровнем связности между собою. Количество связей между ними можно принять пропорциональным квадрату числа В этом случае следует минимизировать функцию Приравняем к нулю производную Аналогично выражениям (3.8), (3.9), (3.10) получим Условие, накладывающее ограничение на коэффициент c:

При = 0.2 и c = 0.01 имеем x = или целочисленное решение, полученное в разработанной автором файле-программе «Оптимум»:

При =0.2 и p=3 ранее заданное значение для с удовлетворяет условию (3.20):

Приведенные графики подтверждают ранее полученное значение для p.

3.7 Выводы по третьему разделу 1. Сформулирована задача о сокращении времени проектноконструкторских работ за счт их распараллеливания.

2. Предложена модификация закона Амдала для учта затрат времени на организацию распараллеливания проектно-конструкторских работ.

3. На основе производственного статистического материала проведено исследование возможности ускорения проектно-конструкторских работ за счт распараллеливания.

4. Установлено, что построенная математическая модель процесса ускорения обладает выраженным экстремумом, который хорошо согласуется с накопленным экспериментальным опытом.

5. Показано, что на объекте, обладающем сложностью, характерной для разгонных блоков, распараллеливание работ на 4-5 подразделений дает ускорение на 20-30 %.

6. Разработанные математические модели позволяют:

рассчитывать ускорение проектно-конструкторских работ, учитывая их итеративность, вырабатывать стратегию ведения проектно-конструкторских работ по методологии нисходящего проектирования с учетом используемых информационных технологий, вести учт потерь, связанных с координацией параллельных процессов, определять оптимальное количество параллельно работающих подразделений (конструкторских отделов).

4 Математические модели оценки количества изменений в процессе создания изделий ракетно-космической техники Рассматривается математическая модель оценки количества изменений, вносимых в инженерную документацию на различных этапах выполнения опытно-конструкторских работ, и их влияние на длительность выполнения проекта.

Анализ представлений выпуска проектно-конструкторской документации нарастающим итогом в полярных координатах, позволяет получить необходимую информацию о количестве информации в ЕИП при выполнении проектноконструкторских работ.

4.1 Модель количества изменений, вносимых в конструкторскую документацию Опытно-конструкторские работы являются частью бизнес-процесса «Конструкторско-технологическая подготовка производства» и в общем виде состоят из этапов, заданных ГОСТ РВ 15.203-2001 и описанных во втором и третьем разделах настоящей работы.

В идеальном случае, когда кадры предприятия имеют высокую квалификацию, хорошее знание темы и большой опыт выполнения аналогичных работ, когда системы управления, планирования, автоматизации работ на предприятии отлажены и эффективно работают, процесс ОКР выстраивается в чткую и логически выверенную последовательность действий, дающую результат с минимальными финансовыми и трудовыми затратами.

Однако опыт реальных разработок показывает, что при работе на некотором n–ом этапе возникает необходимость проведения изменений в работах, которые проводились на предыдущих этапах. Причины таких изменений могут быть разными. Это могут быть изменения требований к проекту (изменение исходных данных); выявление проблемных вопросов, требующих изменения подходов к реализации проекта («ворота качества») [100]; неточная оценка возможностей производства, замена материалов; ошибки специалистов и другое.

Как правило, количество таких изменений тем меньше, чем больше этапы отстоят друг от друга, а значит, имеется достаточное время на осмысление и всестороннюю проработку технических решений. Кроме того, чем дальше зашла реализация проекта, тем выше затраты на доработку проекта и тем больше времени тратится на процесс проектирования и запуск изделия в производство.

Для оценки количества изменений на основе статистических данных предприятия введм выражение:

где n - номер текущего этапа, при работе на котором определяется количество изменений на предыдущих х этапах ( – номер предыдущего этапа относительно текущего этапа n;

b – коэффициент, учитывающий сложность проектируемого изделия;

a - коэффициент, характеризующий уменьшение количества изменений с ростом n для фиксированного значения ;

с – коэффициент, характеризующий рост изменений по при фиксированном n.

Анализ процесса проектирования и статистических данных по различным проектам ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» показал, что с увеличением номера предыдущего этапа влияние на него текущего этапа увеличивается. В выражении (4.1) это учитывается членом ( ). С увеличением номера текущего этапа его влияние на предыдущие этапы уменьшается, т.к. растт значение.

Значение коэффициента b зависит от сложности проектируемого изделия, характеризующейся наличием и использованием прототипа изделия (b меньше, если при проектировании изделия используется прототип; в случае, когда изделие принципиально новое, значение b выше).

Определим количество изменений при выполнении n-го этапа на этапах, предшествующих выполняемому. Для этого используем файл-программу «К», разработанную в пакете MathCAD (Приложение А). Программа организована в виде двух вложенных циклов с округлением результатов до целочисленного значения.

В качестве входных параметров при решении задачи используются: n– номер этапа и значения параметров a, b, c. Обращение к программе имеет вид K(n,a,b,c).

предшествующих этапах, а также на самом рассматриваемом этапе – Таким образом имеем:

Приведм пример. В качестве исходных данных для расчта примем:

Величина nменяется от 1 до 5.

В результате вычислений получаем:

Анализ результатов показывает, что для фиксированного этапа n количество изменений на предшествующих ых этапах растт при приближении номера этапа к значению n. Кроме того при увеличении номера этапа n количество изменений для фиксированного уменьшается. Например, при третьем текущем этапе (n=3) количество изменений равно 23, на втором этапе ( ) равно 21, а 4.2 Формирование объединнной матрицы количества изменений по мере выполнения проекта Динамику количества изменений по этапам реализации проекта можно представить в виде матрицы, а программу «К1» в виде:

K1(n,a,b,c,K) где в левой части записан оператор обращения к программе, а в правой результат е работы, - количество изменений на ом этапе при выполнении –го этапа.

Следует заметить, что в операторе обращения к программе «K1» в качестве параметра используется имя программы «К». Это означает, что в теле программы «К1» осуществляется обращение к программе «K».

Например:

В этой матрице по столбцам приведены изменения по каждому из этапов, например, n–ый столбец содержит изменения на n–ом этапе и изменения, которые вызваны им на предшествующих этапах.

Для определения вектора суммарных изменений на предшествующих этапах, которые вносит n–ый этап используется программа «К4» вида:

K4(n,a,b,c,K1) в которой каждый элемент результирующего вектора определяется суммированием элементов – столбцов матрицы, получаемой с помощью программы «K1». Имя программы «K1» используется в качестве входного параметра программы «K4».

Например:

Суммарное количество изменений на каждом этапе определяются суммированием элементов – строк матрицы, получаемой с помощью программы «K1» и определяется программой «К5»:

K5(n,a,b,c,K1) Имя программы «K1» также используется в качестве входного параметра программы «K5».

Для нахождения суммарного вектора изменений нарастающим итогом по каждому этапу по результатам реализации всех n этапов используется программа «К6»:

K6(n,a,b,c,K4) Здесь в теле алгоритма «K6» используется программа «K4».

График суммарного количества изменений по этапам разработки нарастающим итогом приведн на рисунке 4. Суммарное количество изменений Рисунок 4.1 - График суммарного количества изменений Из анализа графика видно, что по мере прохождения этапов ОКР количество изменений, вызываемых необходимостью коррекции документации по каким-либо причинам, на предыдущих этапах, к которым необходимо будет вернуться, возрастает, что подтверждает возврат и говорит о колебательном характере данных в ЕИП в процессе проектирования.

4.3 Анализ количества изменений в процессе разработки изделий ракетно-космической техники В качестве примеров рассмотрим три типа изделий:

1. КА ДЗЗ, при создании которого разработка опиралась на близкий прототип и осуществлялась по традиционной технологии;

2. КА ДЗЗ, создание которого осуществлялось в отсутствии прототипа, и разработка осуществлялась по традиционной технологии;

3. БВ, при создании которого не было прототипа, разработка осуществлялась по технологии нисходящего проектирования.

Далее приводятся расчты по выпуску проектной документации и КД, а также графические представления результатов расчта для представленных трх типов изделий.

Изделие первого типа.

В качестве исходных данных приведм массивы количества выпущенных проектно–конструкторских документов и документов, выпущенных по извещениям на изменения:

массив x – нумерация годов разработки изделия;

массив y - количество выпущенной по годам проектной документации;

массив yk – количество выпущенной по годам КД;

массив z - количество (также по годам) проектной документации, выпущенной по извещениям на изменения;

массив zk - количество (также по годам) КД, выпущенной по извещениям на изменения.

Отсюда получим массивы выпуска документации по годам нарастающим итогом:

где массивы s1, s2, sk1, sk2 – получены соответственно из массивов y, z,yk, zk.

Средние значения (потоки) документации соответственно равны:

или в числовом выражении при n=6 получим Коэффициент качества выпуска проектной (Kpr) и конструкторской (Kkr) документации можно определить как отношение количества документации, на которую не выпускались изменения, к общему количеству выпущенной документации:

или в числовом выражении Суммарный коэффициент качества выпуска проектно–конструкторской документации равен:

и в числовом выражении:

Смысл коэффициента качества K pk состоит в том, что он определяет отношение активной части документации (то есть документации, на которую не выпускались извещения на изменения и которая непосредственно может быть использована в производстве) ко всему количеству выпущенной документации. Чем больше этот коэффициент, тем выше качество проектно-конструкторских работ.

Оценим увеличение сроков разработки изделия из-за изменений, допущенных при выпуске проектной ( T pr ) и конструкторской документации (Tkr ), а также общее суммарное увеличение сроков (T r ). Увеличение сроков определяется как отношение суммарного количества документации, выпущенного по извещениям на изменения, к годовой производительности:

или в числовом выражении:

В процентном отношении доля труда, связанного с изменениями в проектT r На рисунке 4.2 приведены графики выпуска проектной документации по годам. Здесь y1 – общий объм проектной документации (Рисунок 4.2, а), z1– доработки по извещениям на изменения (Рисунок 4.2, б).

Рисунок 4.2- Выпуск проектной документации по годам В период с 1 по 4 год выпуск проектной документации растт, а с четвертого года снижается. Доработки возрастают со второго по четвртый год и далее стабилизируются.

График объмов документации выпущенной без доработок (активная часть проектной документации: ppr1=y1–z1) приведена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 - График активной части проектной документации Графики выпуска КД по годам (yk1- общий объм КД, zk1 – доработки КД) приведены на рисунке 4.4, а) и б), соответственно.

Рисунок 4.4 -Графики выпуска и доработок КД по годам Выпуск КД носит колебательный характер по годам, доработки возрастают в первый и последний годы и стабильны в период со второго по пятый год. Возрастание в первый год связано с началом активного выпуска проектной и конструкторской документации, а в последний - в связи с необходимостью выпуска большого объма эксплуатационной документации для сдачи изделия заказчику.

График объмов КД, выпущенной без доработок (активная часть КД:

pk1=yk1-zk1), приведн на рисунке 4.5.

На рисунках 4.6 приведены графики выпуска по годам общих объмов проектно-конструкторской документации: pобщ1 = y+yk - общий объм выпущенной документации (Рисунок 4,6 а); pдораб1= z+zk- объмы доработок документации (Рисунок 4.6 б).

Рисунок 4.6 - Графики выпуска проектно-конструкторской документации Представляет интерес провести представление выпуска проектной документации нарастающим итогом в полярных координатах, в которых длина вектора соответствует количеству разработанных документов, то есть в виде графа спирального представления динамики выпуска документации. Один оборот радиуса вектора соответствует одному году работы над изделием. Для проектной документации графики приведены на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 -Спиральное представление ЖЦ выпуска проектной документации Здесь vs1(t) – общий объм проектной документации (Рисунок 4.7,а), vs2(t) – объм документации, выпущенной по извещениям на изменения (Рисунок 4.7, б).

Из рисунка 4.7 видно, что вначале спираль быстро раскручивается, а далее довольно быстро тормозится и приближается к окружности. Спираль ЖЦ доработок раскручивается равномерно.

Изделие второго типа.

Массивы количества выпущенных проектно–конструкторских документов и документов, выпущенных по извещениям на изменения:

массив x2 – нумерация годов разработки изделия;

массив y2– количество выпущенной по годам проектной документации;

массив yk2 – количество выпущенной по годам КД;

массив z2 – количество проектной документации, выпущенной по извещениям на изменения;

массив zk2 - количество КД, выпущенной по извещениям на изменения.

Отсюда можно получить массивы выпуска документации по годам нарастающим итогом:

где массивы s1, s2, sk1, sk2 – получены соответственно из массивов y2, z2, yk2, zk2.

По формулам (4.2), (4.3), (4.4), (4.5) вычислим среднее значение (поток) количества документации при n = 4:

Srs1 5.287 10 3, Srs2 1.134 10 3, Srsk 1 2.229 10 4, Srsk 2 1.235 10 4.

Коэффициент качества выпуска проектной (Kpr) и конструкторской (Kkr) документации согласно (4.6), (4.7): Kpr2 = 0.786, Kkr2 = 0.446, а суммарный коэффициент качества по (4.8): K pk 2 0.511.

Увеличение сроков разработки изделия из-за изменений, допущенных при выпуске проектной ( T pr ) и конструкторской документации ( Tkr ), а также общее увеличение сроков из-за изменений в проектно–конструкторской работе (T r ) равно:

В процентном отношении доля труда, связанного с внесением изменений в На рисунке 4.8 приведены графики выпуска проектной документации по годам (y2 – общий объм проектной документации на рисунке 4.8 а, z2– доработки по извещениям на изменения на рисунке 4.8 б.) Рисунок 4.8 - Выпуск проектной документации по годам В период с первого по третий год выпуск проектной документации растт, а с третьего снижается. Доработки возрастают с первого по третий год и далее снижаются.

График количества документации выпущенной без доработок (активная часть проектной документации: ppr2=y2–z2) приведн на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 - График активной части проектной документации Графики выпуска КД по годам (yk2- общий объм, zk2– доработки) приведены на рисунке 4.10 а) и 4.10 б) соответственно.

Рисунок 4.10 - Графики выпуска и доработок КД по годам Выпуск КД возрастает в течение первого и второго годов и далее снижается.

Возрастание доработок наблюдается и в течение третьего года, а далее наблюдается спад доработок.

График количества КД, выпущенной без доработок (активная часть КД: pk = yk2–zk2) приведена на рисунке 4.11.

На рисунке 4.12 приведены графики выпуска по годам общих объмов проектно-конструкторской документации (pобщ2 = y2+yk2 - общий объм выпущенной документации на рисунке 4,12 а); pдораб2= z2+zk2- объмы доработок документации на рисунке 4.12 б)).

Рисунок 4.12 - Графики выпуска проектно-конструкторской документации Спиральное представление ЖЦ выпуска проектной документации и КД приведено на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13 - Спиральное представление ЖЦ выпуска документации:

На рисунке 4.13 vs1(t), vs2(t), vsk1(t), vsk2(t) соответствуют векторам s1, s2, sk1, sk2.Спирали для проектных работ разворачиваются равномерно, что означает постоянную работу проектантов над проектной документацией и изменениями в исходные данные для конструкторских подразделений. Для конструкторских подразделений – вначале с замедлением из-за изменений проектной документации, а далее – после решения проектных вопросов довольно быстро раскручиваются.

Изделие третьего типа.

Изделие третьего типа не имело прототипа и создавалось по технологии нисходящего проектирования в течение одного года.

Объмы выпущенной документации:

Коэффициенты качества для данного случая согласно (4.6), (4.7), (4.8) равны:

а увеличение сроков согласно (4.9), (4.10), (4.11):

Так как разработка изделия проводилась в течение одного года, то увеличение сроков разработки из–за изменений в проектно–конструкторской документации составили примерно один квартал.

На рисунке 4.14 приведено спиральное представление выпуска проектной (массив s3) и конструкторской (массив sk3)документации (по кварталам).

Рисунок 4.14 - Спиральное представление ЖЦ выпуска документации по Из графиков видно, что в данном случае спираль раскручивается очень быстро, что говорит о больших потенциальных возможностях нисходящего проектирования.

Для анализа приведнных выше результатов построим диаграммы для коэффициентов качества выполнения проектно-конструкторских работ по разным технологиям. Значения коэффициентов качества представим в виде:

где n – вектор типов изделий, Kp, Kk, K вектора значений коэффициентов соответственно для проектных, конструкторских и совокупности проектных и конструкторских работ.

Значения коэффициентов проектных и конструкторских работ для разных типов изделий показаны на рисунках 4.15, 4.16.

Рисунок 4.15 – Значения коэффициентов проектных работ Рисунок 4.16 – Значения коэффициентов конструкторских работ Значения коэффициентов качества проектно-конструкторских работ для разных типов изделий показаны на рисунке 4.17.

Рассмотрим увеличение сроков разработки изделий из-за доработок некачественной документации (в процентах к директивному сроку).

изделие первого типа - 60.9% изделие второго типа - 76.9% изделие третьего типа - 25.3% или в графическом виде:

Рисунок 4.18 - График увеличения сроков разработки изделий из-за внесения Приведнные данные показывают, что применение технологии нисходящего проектирования дат ощутимые преимущества перед традиционными методами, как в части качества, так и сроков разработки изделий.

4.4 Выводы по четвертому разделу 1.Предложены модели определения количества изменений в документации на различных этапах реализации проекта. Поскольку реализация текущего этапа в ряде случаев не может быть выполнена без возврата и частичных изменений в реализацию предыдущих этапов, то требуются исправления и выпуск дополнительной документации, уточняющей решения принятые на предыдущих этапах. На основе анализа статистических данных предприятия по количеству изменений и их трудо- и времямкости по различным объектам проектирования предложена эмпирическая модель оценки общего количества изменений в процессе создания РКТ.

2. Построение представлений выпуска проектно-конструкторской документации нарастающим итогом в полярных координатах показывает, что если оценивать развитие проекта наращиванием объма выпускаемой документации, то это развитие имеет форму раскручивающейся спирали.

3. На основе анализа данных по выпуску проектной и конструкторской документации для различных типов реально создаваемых в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ – Прогресс» изделий РКТ предложены критерии оценки качества выпуска проектно–конструкторской документации и критерии увеличения сроков разработки изделий из-за доработок документации. Количественные оценки показывают, что применение технологии нисходящего проектирования дат ощутимые преимущества перед традиционными методами, как в части качества, так и в сроках разработки изделий.

5 Внедрение нисходящего проектирования в едином информационном пространстве ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»

Излагается внедрение технологии нисходящего проектирования в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ориентированной на функционирование в ЕИП предприятия, и формирование стратегии ведения проектно-конструкторских работ в интегрированной информационной среде на основе методологии нисходящего проектирования. Датся характеристика созданного в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» ЕИП. Описывается комплекс разработанных стандартов, регламентов и инструкций, содержащий основные нормативные документы внедрения методологии нисходящего проектирования. Приводятся примеры выполнения проектов по технологии нисходящего проектирования.

5.1 Создание единого информационного пространства ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-ПРОГРЕСС»

Начальным этапом внедрения нисходящего проектирования в ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» стало создание ЕИП предприятия, которое является обязательным условием для реализации этой технологии. Подтверждением правильности принятых решений о создании ЕИП стало утверждение в начале марта 2010 года руководством Роскосмоса концепции информатизации отрасли на 2010-2015 годы. В основу концепции положено построение ЕИП отрасли и ракетнокосмических предприятий на базе прогрессивных информационнотелекоммуникационных технологий. В данном документе предполагается, что построение ЕИП предприятий целесообразно начинать «снизу-вверх» с создания комплексной системы управления электронным архивом технической документации, предназначенной для долговременного хранения информации о разработанных и разрабатываемых изделиях [23].

В настоящее время отечественные предприятия находятся на различных этапах реализации предложенной концепции модернизации и развития. Это связано с различием сложности организационных структур, изделий и материального обеспечения. Понимание того, что реальное внедрение информационных технологий возможно только на основе создания ЕИП определило в 2008 году в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» развертывание комплекса работ, нацеленных на решение этой задачи, то есть ещ до утверждения упомянутой выше концепции. К этому времени на предприятии уже была создана достаточно развитая информационная инфраструктура, включавшая в себя несколько мощных серверов, центральные коммутационные узлы, информационные сети в корпусах предприятия, развитый парк вычислительной техники и оргтехники.

Следует отметить, что в силу исторических особенностей развития предприятия, которое сформировалось путм слияния двух самостоятельных организаций, единого решения, на основе которого следовало бы создать ЕИП, не было.

Однако углубление интеграционных процессов на основе планируемых перспективных проектов, резкое увеличение объмов хранимой и используемой в работе информации, необходимость освоения новых технологий КТПП, потребность в управлении проектами показали, что задача построения ЕИП, на базе развитой информационной инфраструктуры, приобрела особую актуальность.

Важно отметить, что цели создания ЕИП ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБПрогресс» совпадают с целями, изложенными в Концепции Роскосмоса, и могут быть сформулированы следующим образом:

наращивание научно-технического потенциала предприятия;

повышение качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции;

снижение затрат на всех стадиях ЖЦ выпускаемых изделий;

обеспечение наджности и безопасности эксплуатации изделий;

улучшение управляемости бизнес-процессами предприятия;

повышение уровня кооперации ракетно-космических предприятий в рамках совместного ведения проектов;

сохранение накопленных знаний;

обеспечение защиты информации.

Базовые принципы, положенные в основу ЕИП ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБПрогресс», соответствуют ключевым принципам концепции CALS:

безбумажный обмен данными с использованием электронной цифровой подписи;

анализ и реинжиниринг бизнес-процессов;

параллельный инжиниринг;

единые принципы и средства защиты информации;

каждая единица данных, используемых в процессе функционирования предприятия, должна вводиться в ЕИП только один раз (не считая резервных копий, которые используются для решения задач информационной безопасности), не дублироваться вводом с различных рабочих мест, быть актуальной и доступной потребителю в форме, допускающей е использование различными службами с соблюдением разграничения полномочий доступа.

Создание ЕИП «ЦСКБ-Прогресс», в котором автор участвовал как начальник управления информационных технологий, осуществлялось в шесть этапов:

перв й этап - формирование коллектива специалистов, разработка планов внедрения и определение календарных сроков выполнения;

второй этап - проведение модернизации инфраструктуры предприятия (выбор программных платформ, определение способов передачи и хранения информации, наращивание вычислительных мощностей, организация управления рабочими станциями, формировании единого центра обработки данных);

третий этап - техническое обеспечение, оснащение ПО, обучение персонала, создание условий и предпосылок для внедрения технологии нисходящего проектирования, увязка систем, построенных на различных программных платформах;

четвёрт й этап – формирование руководящих документов и материалов для практического применения технологии нисходящего проектирования в проектах по разработке изделий РКТ (стандарты, регламенты, инструкции). Важным моментом является создание единой системы нормативно-справочной информации (формирование и поддержка в актуальном состоянии справочников, используемых на предприятии);

пят й этап предполагает внедрение электронного документооборота, что неотрывно связано с необходимостью применения методов, позволяющих установить авторство и подлинность электронного документа [35]. Эти методы основаны на использовании ЭЦП;

шестой этап выполняется в течение всего времени функционирования ЕИП и нацелен на поддержку его работоспособности, актуальности и возможности модернизации и развития.

5.1.1 Создание коллектива специалистов, нацеленных на создание единого информационного пространства и внедрение технологии нисходящего проектирования В качестве рабочей группы в ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» была принята разработанная автором организационная структура управления информационных технологий (ИТ), которая была утверждена приказом Генерального директора. Схема структуры представлена на рисунке 5.1.

Начальник ЦСКБ Заместитель начальника управления Начальник матизироционно- каций ванного проектиротельных В состав управления ИТ входят:

отдел системных проектов и ИПИ-технологий. Отдел нацелен на формирование стратегии развития ИТ на предприятии, разработку проектов, выполнение «пилотных» проектов и организацию процессов внедрения принятых решений;

отдел систем автоматизированного проектирования решает вопросы оснащения подразделений предприятия системами САПР, PDM, инженерного анализа; поддерживает ПО в актуальном состоянии; формирует бизнес-процессы, связанные с решением вопросов организации разработки и коррекции технической документации в САПР и PDM, а также проводит обучение специалистов предприятия работе в САПР и PDM;

отдел автоматизации испытаний и отладочных комплексов решает задачи автоматизации процессов испытаний изделий, экспериментальной отработки, а также разработки, внедрения и поддержки технического состояния средств отладки бортового и испытательного ПО;

отдел автоматизированных систем управления, учта и контроля ресурсов предприятия осуществляет развитие ERP-системы предприятия, нацеленной на автоматизацию процессов управления производством, материально-технического снабжения, управления кадрами, бухгалтерского и финансового учта, бюджетирования и т.д.;

отдел эксплуатации, технического и системного обеспечения вычислительной и оргтехники обеспечивает закупку, установку и поддержку технического состояния, а также ремонт и утилизацию средств вычислительной техники и оргтехники;

отдел информационно вычислительных сетей и инфраструктуры осуществляет развитие централизованных информационных ресурсов предприятия (центры обработки данных), обеспечивает их техническую поддержку, ведт работы по развитию системной области, а также решает задачи создания информационно-вычислительной сети предприятия;

цех связи и телекоммуникаций участвует в решении вопросов физического воплощения сетевых технологий, предоставляет необходимые ресурсы для организации модемных соединений в удалнных подразделениях.

Все подразделения управления ИТ ориентированы на решение конкретных задач в рамках создания и поддержки актуального состояния и управления ЕИП предприятия.

5.1.2 Модернизация информационной инфраструктуры предприятия Для модернизации информационной инфраструктуры предприятия под руководством автора был разработан системный проект, в котором были предложены и обоснованы как основные принципы построения системы, так и программнотехническое средства, на которых она должна была быть построена. Во главу угла модернизированной инфраструктуры была заложена идея ЕИП с перспективой его расширения не только в рамках головного предприятия, но и с возможностью расширения на организации уже вошедшие в состав предприятия и планируемых к включению.

Системная платформа инфраструктуры ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс»

(Рисунок 5.2) основана на решениях Microsoft и технологиях виртуализации серверной инфраструктуры и десктопов (VMware), системы хранения данных (СХД), системы передачи данных (СПД) и приложений (CitrixXenApp).

SCOM, SCCM, SCSM) Виртуализация серверной базеVMWarevSphere На рисунке 5.3 представлена архитектура распределнного центра обработки данных (ЦОД), который является основой информационной инфраструктуры ЕИП. Центр, созданный на основе решений фирм IBM и Cisco,является стратегически важным для предприятия объектом. Он построен на двух независимых площадках для решения задачи катастрофоустойчивости, имеет большие возможности для гибкого масштабирования, обладает высокой отказоустойчивостью за счт применения технологий виртуализации, синхронизации данных и балансирования нагрузки.

Сетевая инфраструктура предприятия (Рисунок 5.4) обеспечивает подключение к ЦОД более 10000 единиц вычислительной техники и имеет возможность дальнейшего наращивания. Корпуса предприятия объединены в единую сеть дублированными волоконнооптическими каналами связи по кольцевому принципу.

Через специализированные средства защиты информации к сетевой инфраструктуре предприятия подключены филиалы предприятия в г. Рязани и г. Зеленограде.

Пользовательские Рисунок 5.4 -Структурная схема сетевой инфраструктуры Планируется подключение предприятий в г. Екатеринбурге и г. СанктПетербурге.

5.1.3 Оснащение программным обеспечением и обучение сотрудников и специалистов Приказами руководителя предприятия были узаконены CreoElements/Pro (Pro/Engineer) в качестве базовой системы САПР, Windchill PDMLink в качестве системы управления инженерными данными, методология нисходящего проектирования в качестве основы технологии разработки изделий предприятия, реестр разрешнного к применению системного и прикладного ПО.

В зависимости от задач, для решения которых используется рабочая станция, по заявке пользователя на не удалнно устанавливаются прикладное ПО из следующего списка (Windchill PDMLink устанавливается в обязательном порядке без заявки):

САПР CreoElements/Pro (в необходимой конфигурации);

САПР Altium Designer;

Одной из ключевых задач явилось обучение специалистов, как один из элементов вовлечения их в реальные информационные технологии. Для решения этой задачи было проведено оснащение компьютерных классов, проведена подготовка специалистов предприятия по конкретным направлениям обучения. В настоящее время основные учебные курсы проводятся по следующим направлениям:

САПРCreoElements/Pro – базовыйкурс;

САПРCreo/Elements/Pro – расширенный курс;

САПР Creo/Elements/Pro – нисходящее проектирование;

САПР Creo/Elements/Pro – курс для разработки программ для станков с ЧПУ;

САПР Creo/Elements/Pro – специализированные курсы для разработчиков стапельной, штамповой и формообразующей оснастки;

PDM-система Windchill – курс обучения для конструкторов;

PDM-система Windchill – курс обучения для технологов;

PDM-система Windchill – курс обучения для производства;

Altium Designer – курс для обучения разработчиков схем приборов;

Altium Designer – курс для обучения разработчиков печатных плат приборов;

«Вертикаль» – курс для обучения технологов, осуществляющих разработку технологических процессов.

Для упорядочения обучения разработаны комплексы методических материалов по каждому из курсов.

5.1.4 Нормативная база На основе приказов руководителя предприятия по использованию технологии нисходящего проектирования при создании изделий был разработан комплекс регламентирующих, методических и инструктивных документов. Эти документы определяют на руководство различными элементами процесса КТПП на основе САПР CreoElements/Pro (Pro/Engineer)и PDM-системы Windchill. Результатом стал комплекс стандартов, регламентов и инструкций, содержащих следующие основные документы:

СТП 0157-2010 СМК. Электронные документы. Общие положения;

СТП 0162-2010 СМК. Электронная модель изделия. Общие положения;

СТО 43892776-0180-2011 СМК. Структура контекстов организации Progress в системе управления данными Windchill PDMLink;

СТО 43892776-0179-2011 СМК. Правила обозначения и именования файлов моделей и чертежей, созданных в системах трехмерного проектирования. Общие положения;

Регламент. Электронная конструкторская документация;

Регламент. Управление данными в системе Windchill;

Регламент. Организация работы с корпоративным справочникам «Материалы и сортаменты»;

Регламент. Технология разработки электронных моделей в САПР CreoElements/Pro;

Регламент. Организация проведения изменений, учета, внедрения и контроля внедрения в производство извещений на конструкторскую документацию;

Регламент. Создание конструкторской структуры изделия в системе Windchill;

Регламент. Создание спецификаций в САПР CreoElements/Pro;

Регламент. Методика создания габаритных моделей в САПР CreoElements/Pro;

Регламент. Создание аннотаций в 3D моделях в САПР CreoElements/Pro;

Регламент. Создание рабочих чертежей в САПР CreoElements/Pro;

Регламент. Порядок проверки документации нормоконтролем в системе Windchill;



Pages:     | 1 || 3 |
 
Похожие работы:

«Кикин Андрей Борисович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ СТРУКТУРНОКИНЕМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ МАШИН ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (легкая промышленность) Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук V ;г, 7 Г.^ТЗ ~ \ Научный консультант ^' '^-^•'-^зн(-,1\^/1\. 1 и1'^А, 5 д.т.н. проф. Э.Е. Пейсах „, Наук Санкт-Петербург...»

«ГОРЕЛКИН Иван Михайлович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ШАХТНОГО ВОДООТЛИВА Специальность 05.05.06 – Горные машины Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель...»

«Сидоров Михаил Михайлович Влияние ультразвуковой ударной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений сварных соединений трубопроводов, эксплуатируемых в условиях Сибири и Крайнего Севера Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки...»

«Карапузова Марина Владимировна УДК 621.65 ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПОДВОДА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА Специальность 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук Научный руководитель Евтушенко Анатолий Александрович канд. техн. наук, профессор Сумы – СОДЕРЖАНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ...»

«Чигиринский Юлий Львович ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ И КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ МНОГОПЕРЕХОДНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОЕКТИРУЮЩЕЙ ПОДСИСТЕМЫ САПР ТП 05.02.08 – Технология машиностроения 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении) диссертация на...»

«КАНАТНИКОВ НИКИТА ВЛАДИМИРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЗУБОСТРОГАНИЯ ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических...»

«УДК 622.673.4:621.625 Васильев Владимир Иванович ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.02.09 – динамика и прочность машин Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор В. М. Чермалых Киев - СОДЕРЖАНИЕ...»

«Викулов Станислав Викторович МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА Специальность 05.08.05. – Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени доктора технических наук Научный консультант : доктор...»

«ШИШКОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ ДВУХТОПЛИВНЫХ И ОДНОТОПЛИВНЫХ ПОРШНЕВЫХ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант : доктор технических наук, профессор В.В. Бирюк Самара...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.