Управление конфигурацией изделия

Еще одной важной функцией PDM-системы является управление конфигурацией изделия. PDM-система должна уметь формировать различные варианты комплектации изделия путем задания правил применяемости входящих в изделие компонентов (причем разные варианты комплектации одного изделия могут иметь разный состав входящих в них компонентов). Для лучшего управления конфигурацией изделия, этот процесс должен быть тесно интегрирован с управлением изменением изделия.

С переходом на позаказное изготовление продукции у пред­приятий-изготовителей возникает необходимость в отслеживании и контроле тех производственных процессов, которые необходи­мы для выпуска изделий, имеющих ряд разновидностей. При этом должны обеспечиваться требования, предъявляемые заказ­чиком, а также максимально возможный уровень унификации компонентов изделия. В первую очередь, это распространяется на кон­структорскую подготовку производства.

В интегрированной информационной базе предприятия конфигурация изделия представляется древовидной иерархической струк­турой, элементами которой являются объекты конфигурации. Каж­дый объект конфигурации представляет собой изделие или его часть, осуществляющую в конечном счете какую-либо функцию). Заметим, что понятие «конфигурация» здесь используется в более широком смысле, чем такое его толкование, при котором конфигурация есть внешнее очертание или взаимное расположение предметов либо их частей. Здесь под конфигурацией понимается совокупность функциональных, физических и эксплуатационных свойств изделия, предлагаемого к разработке, разрабатываемого и уже существующего, сгруппированных в соответствии со струк­турой данного изделия и отражаемых в документах, соответствующих различным стадиям жизненного цикла этого изделия.

Понятие «конфигурация» может толковаться по-разному в зависимости от контекста, в котором оно применяется, т.е. относительно той области, в которой создается данный объект, на различных стадиях жизненно­го цикла изделия с различных точек зрения. Наиболее существен­ными являются:

• потребительский контекст;

• организационно-производственный контекст;

• конструкторский контекст.

С точки зрения потребителей сложных изделий технология уп­равления конфигурацией выглядит как многоступенчатый про­цесс формирования и анализа разнообразных требований к свой­ствам и структуре конечного изделия, а также многократного под­тверждения того, что эти требования выполняются на разных ста­диях жизненного цикла изделия.

С точки зрения потребителей технология управления конфигу­рацией состоит в следующем:

• декомпозиция общих требований к конечному изделию, произведенная таким образом, чтобы выделить из этих требований такие группы, которые можно однозначно сопоставить с конкретными компонентами конечного изделия;

• формирование информационной модели функциональной структуры конечного изделия, состоящей из выделенных компонентов;

• сопоставление предъявленных к конечному изделию и к его выделенным компонентам требований со свойствами конкретных конструкторских решений, реализующих по предложению разработчика эти компоненты;

• выявление отклонений и принятие решения об изменении конструкции конечного изделия и его компонентов, имеющих своей целью сближение заданных требований и получаемых характеристик;

• проверка корректности информационной модели, отображающей произведенные изменения.

После внесения и соответствующего документирования изме­нений конструкции конечного изделия и его компонентов про­цесс сопоставления требований и реально получаемых свойств может повторяться. В результате, исходная конфигурация изделия может быть скорректирована, а в пределе полностью заменена.

Эти действия могут повторяться и на последующих этапах жиз­ненного цикла изделия, например, после завершения процесса проектирования, изготовления и испытаний опытного образца, установочной серии, головного образца, а также в процессе ис­пользования конечного изделия по назначению.

Для обеспечения действий потребительского контекста заказчик и поставщик изделия согласованно назначают специальное уполномоченное лицо, называемое менеджером по конфигурации (Configuration Manager). На него возлагается ответственность за логическую совмести­мость и достаточность информации об изделии в целом и его ком­понентах, подготовку отчетности о состоянии конфигурации ко­нечного изделия, а также за то, чтобы документы, относящие­ся к конфигурации конечного изделия, в любой момент времени сохраняли свою актуальность.

С организационно-производственной точки зрения основным определяющим документом всего комплекса мероприятий по раз­работке и изготовлению изделия является план управления конфи­гурацией. Его основной целью является описание мероприятий по управлению указанным процессом на различных этапах жизнен­ного цикла изделий.

В существующих нормативных документах нет жестких указа­ний, однозначно определяющих содержание плана по управле­нию конфигурацией.

Любой документ может быть принят в качестве такого плана, если он в необходимой степени отражает информационное содержа­ние процесса управления конфигурацией и учитывает специфику производства конкретного изделия.

Конструкторский контекст процесса управления конфигура­цией необходимо учитывать с самого начала этого процесса и на всех стадиях жизненного цикла изделия. С учетом этого контек­ста на основании информационной модели, отображающей фун­кциональную базовую конфигурацию, формируется проектная базовая конфигурация, которая используется в технологическом, производственном, эксплуатационно-ремонтном и других кон­текстах.

В процессе проектирования изделия целесообразно преобразо­вать исходную информационную модель в новую, проектную, модель, в которой исходные функциональные компоненты ко­нечного изделия разбиваются на компоненты низших рангов (аг­регаты, узлы или подузлы). Это облегчает принятие технических проектных решений как по конечному изделию в целом, так и по входящим в него компонентам.

В конструкторском контексте общие технические требования к конечному изделию преобразуются в технические требования и условия, которым должны удовлетворять компоненты этого ко­нечного изделия.

Для управления конфигурацией конечного изделия в конст­рукторском контексте используются следующие понятия, приня­тые в отечественной промышленности.

Базовое изделие — это изделие, на которое на некоторую дату разработан и утвержден в установленном порядке полный комп­лект конструкторской документации. Базовое изделие является основой, на которой разрабатываются различные модификации и исполнения.

Модификация изделия — это разновидность, создаваемая на основе базового изделия в связи с изменением его функциональности, а именно в связи с ее расширением в сторону большей универсализации, или, наоборот, в связи с ее сужением в сторону большей специализации.

Исполнение изделия — это разновидность изделия, создавае­мая на основе базового изделия в целях обеспечить возможность его использования в специфических условиях окружающей сре­ды либо с целью удовлетворить специфические требования за­казчика.

Примером может служить тропическое исполнение того или иного изделия.

Базовое изделие и все его разновидности, такие как модифи­кации и исполнения, образуют семейство изделий.

Существуют эмпирические правила, согласно которым выбор варианта исполнения или той или иной модификации компонен­та выбирается предпочтительно унифицированным. Такие правила называются правилами совместимости. Выявление, формулировка и соблюде­ние этих правил является одной из важнейших сторон управле­ния конфигурацией.

Проблема выработки таких правил совместимости, называемых также правилами-«фильтрами», является весьма важной. Эта про­блема по своему содержанию является чисто конструкторской, поскольку обоснованно назначить такие правила может только конструктор - разработчик данного изделия. С точки зрения ком­пьютерного управления конфигурацией здесь возникают две за­дачи:

• создание базы данных, содержащей описания конструктив­ных компонентов со всеми присущими им атрибутами, свойствами и характеристиками, а также ссылки на соответствующую техническую документацию; в этой же базе данных могут храниться и полные описания уже созданных изделий;

• создание базы знаний, содержащей правила совместимо­сти.

Правила совместимости, иначе называемые продукционными правилами, представляют собой фразы типа [УСЛОВИЕ — ДЕЙ­СТВИЕ], т. е.«если выполняется [УСЛОВИЕ], то необходимо со­вершить [ДЕЙСТВИЕ]». Правила совместимости учитывают огра­ничения, накладываемые, например, конструктивными размера­ми изделия, эффективностью применения того или иного изде­лия и др.

Выполнение правил совместимости заключается в изменении структуры изделия в соответствии со значением, вкладываемым в понятие [ДЕЙСТВИЕ].

Эти правила могут храниться в базе знаний, например в форме готовых таблиц возможных, т. е. допустимых конструкторских ре­шений или же в форме матриц.