Андрій черепашка
Доцент Самарського державного технічного університету (СамГТУ), фахівець з комп'ютерних технологій і САПР, керівник Авторизованого навчального центру АСКОН при СамГТУ
Антон Букатін
Сертифікований викладач АСКОН, провідний фахівець компанії АСКОН - Комплексні рішення (Самара)

У журналі «САПР і графіка» неодноразово розглядалися проблеми організації і проведення проектів впровадження комплексних систем автоматизації в промисловості. При цьому авторами піднімалися різні питання - від обговорення функціоналу програмного забезпечення, схем і характеристик комп'ютерного «заліза і проводів» до серйозного виявлення причин хронічних зривів термінів виконання завершальних етапів і низьку ефективність багатьох практичних рішень. При цьому емоційне напруження викладу дуже різний - від переможних реляцій про багатомільйонні операції аж до рутинного звіту про виконану роботу. Однак при всій різноманітності висунутих підходів і принципів більшість аналітиків сходяться на думці, що одним з основних стримуючих чинників, що перешкоджають результативності та ділового успіху проектів впровадження сучасних автоматизованих систем та комп'ютерних технологій, є кадрова проблема.

Для підтримки завдань навчання користувачів своїх програмних комплексів провідними виробниками прикладного програмного забезпечення та фірмаміінтеграторамі ведеться серйозна просвітницька, методична та навчальна робота. Пишуться докладні технічні описи і керівництва, створюються електронні підручники, сайти електронної підтримки. Великі фірми містять в своєму штаті професійних викладачів - тьюторів, формують цілу систему навчальних центрів, програм навчання і сертифікації фахівців, налагоджують постійно діючі зв'язки з провідними в своїй предметній області або регіоні технічними навчальними закладами.

Як показує практика, завдання підготовки і перепідготовки фахівців, у яких упроваджено технології і процедури САПР на своїх локальних робочих місцях, можуть бути успішно вирішені класичними методами. Наприклад, добре відпрацьовані локальні методики навчання інженерному аналізу, комп'ютерного креслення, геометричному моделюванню, програмування цифрового обладнання і верстатів з ЧПУ. Але в проектах впровадження комплексних автоматизованих систем курси навчання, проведені із застосуванням традиційних методик і засобів, як правило, не приносять очікуваних замовниками результатів. Це пояснюється цілою низкою причин і особливостей організації проектів комплексного впровадження.

Навіть невеликі проекти впровадження комплексних автоматизованих систем тривають досить довго, і для того, щоб всі засоби автоматизації інтегрувалися в єдине ціле, знайшли інформаційне наповнення і наростили необхідний функціонал, потрібно чимало часу. На великому підприємстві PLMсістема створюється протягом декількох років, та й згодом неодноразово модернізується - ітераційно наближаючись до досконалості.

За відомими вже канонічними правилами впровадження складних систем йде поетапно. Спочатку автоматизуються окремі робочі місця і технології, виконується пробний (пілотний) проект одного виробу. Але по ряду суб'єктивних причин (виконувати нікому ...) і об'єктивних обставин (виконувати ніде і ніколи ...) найчастіше пілотний проект реалізується фрагментарно і за участю обмеженого числа найбільш просунутих співробітників. Потім починається примусове розгортання наспіх відпрацьованих нових інформаційних технологій і підсистем у всіх інженерно-технічних службах і відділах.

Об'єктивно комплексний проект впровадження зачіпає багато сфер діяльності підприємства, які передбачають проведення досить глибокого реінжинірингу бізнес-процесів. При цьому більшість реформ організаційної системи спочатку супроводжуються певними втратами, в тому числі і в продуктивності праці, що виникають в процесі налагодження нових процедур і технологій. Ця проблема ускладнюється необхідністю виконання співробітниками компьютерізіруемих відділів роботи за старими технологіями паралельно з новими обов'язками. Наприклад, часто при впровадженні електронного архіву вольовим рішенням керівництва (для зниження можливих ризиків і недовіри до електронних підписів) на підприємстві зберігається і паперовий документообіг.

У комплексному проекті впровадження обов'язково задіяні великі і різнорідні групи працівників підприємства, які в найближчій перспективі повинні скласти злагоджений і компетентний персонал комплексної системи. Масовість процесів навчання різко підвищує не тільки широту охоплення професій і спеціальностей, а й необхідний обсяг перепідготовки кадрів. Незмірно зростає складність ув'язки розрізнених програм і курсів. Але навіть добре продуманий і узгоджений навчальний план локальних навчальних курсів, наповнений новими знаннями, не дає персоналу можливості розвитку умінь і навичок колективної роботи в інтегрованій інформаційному середовищі.

На початкових етапах проекту впровадження основний склад співробітників, який повинен перетворитися в цільової персонал САПР, як правило, не помічає відчутного ефекту поліпшення результатів своєї роботи, оскільки система ще не сформована, а фахівці не мають досвіду успішної діяльності в нових умовах. На жаль, наявність окремих висококваліфікованих інженерів, віртуозно справляються з роботою на локальних автоматизованих робочих місцях, не гарантує ефективного функціонування інтегрованої системи в цілому.

Щоб цілеспрямовано і результативно виконувати свою роботу в середовищі складної організаціоннотехніческой системи, користувачі потребують не тільки в знаннях і уміннях з управління технічними і програмними засобами на кожному конкретному робочому місці. Необхідно глибоке усвідомлення кожним учасником своєї ролі в організаціоннотехніческой системі, ясне розуміння принципів функціонування всього комплексу засобів автоматизації, розвинені навички володіння методами і засобами колективної роботи над проектом.

Для того щоб полегшити адаптацію персоналу і прискорити розвиток у користувачів автоматизованих систем умінь і навичок практичної роботи в середовищі комплексних САПР, запропоновано створювати і використовувати в курсах підготовки і перепідготовки кадрів спеціалізовані навчальні віртуальні підприємства (УВП), що імітують інтегровану інформаційне середовище реальної або нинішньої PLMсістеми. З метою методичної підтримки комплексних проектів впровадження PLMсістем на промислових підприємствах, які проводяться фірмаміразработчікамі і інтеграторами, доцільно створювати і використовувати спеціальні навчальні віртуальні підприємства, що формуються за допомогою набору програмних продуктів і технологій, визначених умовами поставки. Такі ВП можуть створюватися в авторизованих фірмами навчальних центрах як на самих підприємствах, так і на базі профільних навчальних закладів. УВП може бути використано і для проведення пілотного проекту, що виконується фірмою за договором впровадження, а також для дослідження, розробки і налагодження інформаційних технологій і засобів забезпечення створюваної системи.

Мал. 1. Центр комп'ютерного проектування СамГТУ оснащений сучасними технічними і програмними засобами забезпечення САПР. У центрі проводяться як планове навчання студентів, так і курси підвищення кваліфікації викладачів і працівників промисловості Поволзької регіону

Мал. 2. Навчальна діяльність центру комп'ютерного проектування авторизована компанією АСКОН, за підтримки якої в СамГТУ розгорнуть комплекс ЛОЦMАН: PLM - КОМПАС-3D-ВЕРТИКАЛЬ. Програмний комплекс АСКОН використаний для реалізації навчального середовища УНВП СамГТУ

У разі планової підготовки кадрів для галузі або регіону в навчальному закладі УВП можуть формуватися на базі інфраструктури комп'ютерних, виробничих лабораторій і центрів вузу. Так в Самарському державному технічному університеті діє експериментальне учебнонаучное віртуальне підприємство (УНВП), створене на базі центру комп'ютерного проектування СамГТУ (рис. 1) за підтримки компанії АСКОН (рис. 2).

Зв'язки з бізнес-процесів маркетингу і постачання матеріалами і покупними виробами, настільки важливі для оцінки економічних показників, але виходять за рамки класичних САПР, в даному випадку можуть імітувати або забезпечуватися системами автоматизації управління (АСУ - ERP - MЕS). Виробничий етап діяльності УНВП в умовах навчального закладу забезпечується обладнанням з числовим програмним управлінням (ЧПУ), встановленим в виробничих лабораторіях і центрах вузу (рис. 3).

Мал. 3. Верстати з ЧПУ встановлені безпосередньо в комп'ютерній лабораторії і в віддаленому навчально-виробничому центрі СамГТУ

УНВПСамГТУ є спеціалізоване PLMрешеніе, що охоплює проектнопроізводственние і суміжні з ним етапи життєвого циклу виробів типового машинобудівного підприємства (рис. 4).

Мал. 4. Етапи життєвого циклу виробів машинобудування, охоплені експериментальним УНВП

Основною суттєвою відмінністю навчального віртуального підприємства від його промислових аналогів є необхідність автоматизації навчальних функцій. До числа спеціалізованих засобів PLMрешенія УНВП відносяться: спеціальні компоненти інформаційного та організаційного забезпечень, а також істотна частина методичного забезпечення, що підтримує специфічні навчальні функції САПР, що діє в рамках навчального закладу (рис. 5).

Мал. 5. Фрагменти роботи УНВП в середовищі ЛОЦМАН: PLМ

Відмінні риси і принципи створення УНВП визначають вимоги до застосовуваних для його реалізації засобів автоматизації. Як прикладної програмної платформи УНВП повинна бути обрана актуальна для вітчизняної промисловості PDMсістема і добре сумісний з нею комплекс засобів автоматизації, що охоплює основні етапи життєвого циклу виробів і володіє наступними властивостями:

• практична цінність для впровадження на підприємствах регіону;
• дружність і інтуїтивна зрозумілість для користувача інтерфейсів;
• розгорнута і повна довідкова допомога і призначені для користувача керівництва російською мовою;
• наочність в демонстрації основних функцій і можливостей інформаційних технологій, методів і засобів;
• простота інсталяції і обслуговування програмного забезпечення;
• невисока вимогливість до рівня використовуваних технічних засобів;
• відносно мала вартість програмного забезпечення, його впровадження і супроводу;
• доступність і стійкість зв'язків з розробником, що забезпечує технічну підтримку та консультаційні та впроваджувальні послуги.

У ці умови дуже добре вписуються PLMрешенія, що розвиваються російською компанією АСКОН (рис. 6). Автоматизацію конструкторської підготовки виробництва (КПП) забезпечує популярний програмний комплекс САПР КОМПАС3D. Автоматизація технологічної підготовки виробництва (ТПП) реалізується за допомогою САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ. Система ЛОЦМАН: PLM дозволяє створювати електронні архіви конструкторської та технологічної документації та ефективно організовувати колективну роботу над проектом вироби.

Мал. 6. Місце ПМК АСКОН в реалізації експериментального УНВП

Крім перерахованих вище вимог можна відзначити ще ряд позитивних факторів:

• продукція АСКОН повністю відповідає вітчизняним стандартам, ліцензована «РОСІНФОСЕРТ» Міністерства РФ по зв'язку та інформатизації, а також схвалена головним Научнометодіческім центром по сертифікації інформаціоннопрограммних засобів навчального призначення;
• наявність фірмових методичних матеріалів в базовій поставці системи;
• програма підтримки навчальних закладів, включаючи пільгові поставки ПО, створення авторизованих навчальних центрів;
• наявність єдиної системи сертифікації фахівців і викладачів як незалежного критерію оцінки діяльності УНВП.

Фірмовий программнометодіческій комплекс фірми АСКОН включає інтегровані між собою підсистеми САПР, підтримують найважливіші етапи КТПП машинобудівного PLMрешенія.

На етапі конструкторської підготовки виробництва (КПП) в середовищі УНВП студенти виконують ескізний, технічний і робочий конструкторські проекти. Для автоматизації ескізного проектування і технічних розрахунків в УНВП використовується підсистема інженерного аналізу навчальної САПР, що є оригінальною авторською розробкою, а етапи геометричного моделювання та розробки конструкторського опису вироби забезпечуються САПР КОМПАС 3D (рис. 7). На етапі технологічної підготовки виробництва (ТПП) здійснюються технологічне проектування і розробка технологічної документації, а також конструювання спеціального технологічного оснащення. Супровід технологічних процесів успішно виконується засобами САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ, тісно інтегрованої з КОМПАС3D, що дозволяє технологам використовувати електронні моделі і креслення, підготовлені в процесах КПП (рис. 8).

Мал. 7. Автоматизацію КПП забезпечує програмний комплекс САПР КОМПАС-3D

Мал. 8. Автоматизація ТПП забезпечується за допомогою САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Об'єднуючим і сполучною засобом комплексної системи служить повномасштабна PDMсістема ЛОЦМАН: PLM, яка забезпечує функціонування інформаційного та методичного забезпечення УНВП, управління навчальною діяльністю і інтеграцію прикладного ПО в єдиний інформаційний простір.

У УНВП PDMсістема використовується для управління не тільки даними про продукцію, але і навчальним процесом від моменту видачі завдання аж до оцінки та аналізу результатів навчання за допомогою підсистеми WorkFlow (рис. 9).

Мал. 9. Механізм Workflow застосовується для управління навчальним проектуванням

Ефектним завершенням навчальної проектної діяльності, що вносить пожвавлення в копітку інженерну роботу з віртуальними електронними документами, є процес виготовлення матеріальних макетів окремих деталей на верстатах, керованих комп'ютерною програмою (рис. 10).

Мал. 10. Обробка на настільному вертикально-фрезерному верстаті з ЧПУ макета деталі технологічного оснащення для виготовлення деталі штампуванням. Матеріал заготовки - дрібнодисперсний пінополістирол

САПР і графіка 10`2011