Технический документооборот в авиации имеет свою специфику. Решения, позиционируемые как универсальные СЭД, к нему если и применимы, то с трудом. Есть еще целый ряд других нюансов, часто имеющих выраженную отраслевую специфику. Все это и стало предметом разговора с начальником отдела САПР компании «Авиационный комплекс им. С. В. Ильюшина» Германом Носковым.

Intelligent Enterprise: В чем состоит специфика технического документооборота по сравнению с бухгалтер­ским, кадровым, ОРД?

Герман Носков: Для на­чала — о масштабах. В нашем КБ около 200 конструкторских рабочих мест на базе высокопроизводительных рабочих станциях. Основной системой автоматизированного проектирования у нас является Unigraphics NX, разработка компании Siemens PLM Software. В качестве системы управления инженерными данными мы используем PDM-систему Teamcenter той же компании.

Исходя из принятых стандартов любой выпускаемый элек­тронный документ должен утверждаться электронной подписью. И если применение ЭЦП — вещь привычная и широко используемая, особенно в банках, да и в госучреждениях ее применяют все более активно, то для нас, когда объемы передаваемой ЭКД в день измеряется гигабайтами, применение ЭЦП пока невозможно. Руководствуясь ГОСТ 2.051-2006, мы ввели так называемый удостоверяющий лист, где фиксируются наименование и обозначение документа, контрольная сумма, версия, дата и исполнитель работ, кем утвержден. Удостоверяющий лист заполняется в Teamcenter, сканируется, подписывается и переносится в PDM-систему в виде набора данных. Таким образом, вся вновь разрабатываемая конструкторская документация хранится в базе данных на серверах в электронном виде. В состав подготовленной к передаче ЭКД входят модели деталей и сборочных единиц, пояснения к 3D-моделям (текстовые), элек­тронные чертежи, спецификации. Вся эта информация хранится в PDM-системе. За годы работы мы создали обширную библиотеку моделей конструкторских элементов и материалов, куда входит более 30 тыс. стандартных деталей: крепеж (заклепки, болты, гайки, шайбы), подшипники, хомуты, колодки и т. д. В итоге конструктору их не надо каждый раз моделировать заново.

И технологический контроль их уже не проверяет, потому что все проверено уже давно. Кроме того, разработаны программы, позволяющие размещать те же элементы крепежа автомати­чески. А по одним только болтам или заклепкам на самолет счет идет на сотни тысяч, и просто расставить их вручную — задача сложная. Кроме того, в настоящий момент уделяется большое внимание созданию библиотек готовых изделий, конструктор­ских элементов на основе эскизов и конструкторских решений. Ничего подобного в универсальных СЭД, насколько мне известно, нет.

А как быть с такими функ­циями, как архивирование, хранение, организация связи между документами, созда­ние карточек документа, защита от изменений? Насколько к конструкторской документации могут быть применимы для подобных целей универсальные системы управления документами? Есть ли здесь особая специфика, или, наоборот, их поддержка со стороны ИТ универсальна?

Основное предназначение Teamcenter — это управление информацией о составе изделия и связанных с ним процессах, служащая единой средой моделирования всего изделия. Этот огромный поток информации необходимо защищать. Защитой, архивированием и приемом-передачей информации по каналам связи у нас занимается отдел обеспечения информационной безопасности согласно утвержденным инструкциям. Периодичность такая: ежедневно — наработки за день; еженедельно; раз в месяц; раз в квартал. Мы расширили базовую функциональность системы Teamcenter «Модель данных» за счет дополнительных параметров, применяемых при выпуске конструкторско-технологической документации. Для вновь создаваемых типов объектов разработаны формы с набором атрибутов, необходимых при последующей идентификации и оформлении документации.

Я уже говорил об удостоверяющих листах. Конструктор, проработав ранее выполненную бумажную документацию (по проекту оцифровки изделия 476), приступает к моделированию деталей и сборочных единиц. Одновременно формируется удостоверяющий лист, и документ направляется на проверку. Еще окончательно не утвержденный документ передается в наш филиал на завод. И уже там формируется ведомость замечаний, которая снова поступает к нам. Эти замечания вносятся в итоговую документацию. Причем в этом процессе возможны всяче­ские искажения, связанные с не вполне корректным экспортом и импортом файлов из PDM нашего предприятия в PDM нашего филиала на заводе и обратно, с ошибками или сбоями при передаче. Проводится проверка на целостность информации. И такая процедура может повторяться несколько раз. А менять что-то в моделях можем только мы. Заводские службы подготовки производства могут что-то менять, когда мы передадим им соответствующие права.

Только после того, как все замечания учтены, на ЭКД ставится флажок — признак утвержденной и готовой к передаче на завод информации. Теперь все изменения проводятся только с выпуском предварительных извещений об изменении, и если они вводятся — происходит смена релиза. Оформляется служебная записка, в которой указывается полный перечень подготовленной к передаче на завод-изготовителя ЭКД, она подписывается главным конструктором и визируется военным представителем.

На этапе технологической подготовки производства завод принимает модели и без элек­тронных чертежей. Конструкторы выпускают их позже. Тем не менее на этапе технологической подготовки производства для изготовления оснастки достаточно моделей. Подготовка программ для станков с ЧПУ по модели занимает гораздо меньше времени, чем подготовка их по бумажным чертежам. При традиционном подходе время написания программ ЧПУ увеличивается в десятки раз, так что весь выигрыш получает завод. У нас же объем работ, наоборот, возрастает.

И точно так же обстоит дело в других авиационных КБ. Мы делаем и модели, и электронные чертежи, на нас же лежат и все проверки. А если мы будем ограничиваться только выпуском моделей, то объем работ уменьшится приблизительно вдвое. Никакого выигрыша нет, хотя, надеюсь, это временно. Когда появятся наработки по эскизам и различным конструктивным решениям, процесс должен ускориться. Если конструктор многие годы проектирует нервюры или шпангоуты, то у него со временем появляются конструктивные элементы, из которых он сможет их быстро собрать. Так что при первой модификации уже имеющихся изделий выигрыш должен быть ощутимым.

Надо отметить, что в последних версиях NX компания Siemens PLM Software расширила возможность 3D-обзначений, проставляемых на цифровых моделях изделий: геометрические размеры, пояснения к 3D-моделям (текстовые), требования к материалу и качеству поверхностей. Благодаря тому, что в 3D-модель «загружается» важнейшая технологическая информация, необходимая для изготовления детали, удается не просто повысить эффективность черчения, но и предоставить данные всем участникам проекта последующих этапов подготовки производства.

Хотя от бумаги все равно пока не уйти. Прежде всего, традиционный чертеж — это юридически значимый документ. А если в дело вмешивается внешний контроль (военная приемка, органы сертификации), то именно дан­ное обстоятельство тормозит переход к безбумажным технологиям. Кроме того, чертеж содержит информацию, которую сложно или невозможно включить в CAD-модель: допуски, шероховатости, покрытия, требования по изготовлению, кон­тролю, настройке. Чертеж легче воспринимается и несет легко читаемые размеры. Модель существенно менее наглядна. Чертеж проще донести до технолога, мастера и рабочего на производстве, где может просто не быть ПК и необходимой инфраструктуры (ИТ-персонала, сетей и т. д.). К тому же многие детали проще и дешевле изготовить по чертежам.

Насколько сложнее оцифровка чертежей по сравнению с традиционными документами, например платежными? Какие есть подводные камни? Насколько оправданны инвестиции в дорогое оборудование и ПО, квалифицированный персонал?

Нам пришлось столкнуться с такой задачей в рамках оцифровки с чертежей нашего Изделия 476 (он же — Ил-76 и его модификации, включая пожарную Ил-76, заправщик Ил-78, самолет ДЛРО и многие другие). Затраты были действительно большими. Объем бумажной технической документации по изделию Ил-76 составил более 150 тыс. форматок А4. Это около 3 тонн бумаги, которые надо было вначале все отсканировать, а затем переве­сти в модели. Некоторые сборочные чертежи достигали в длину до 7 метров. На многих чертежах, выходящих на теоретический контур, было написано «снять с плаза», которого, естественно, не было. Необходимо было в кратчайшие сроки выполнить моделирование всего самолета по поверхности. Чтобы снизить вес, пришлось перепроектировать крыло (изменилась внутренняя конструкция), кабину пилотов и многое другое. Для решения этих сложных задач выбрали систему CAD/CAE высокого уровня NX4 и PDM-систему Teamcenter. Прежде чем все это заработало, было написано и утверждено более 50 нормативных документов, стандартов и инструкций.

Но главная сложность связана с персоналом. Вроде бы найти людей со знанием той или иной системы, хотя бы той же Unigraphics NX, не так трудно. Но это, с большой долей вероятности, будет ИТ-специалист, который практически ничего не понимает в проектировании. В итоге на двух-трех таких работников нужен квалифицированный конструктор, иначе результат будет неудовлетворительным. Со многими смежниками и партнерами ситуация точно такая же. Иногда они демонстрировали такое непонимание конструкции, что наши специалисты просто за голову хватались.

Каждый должен заниматься своим делом. Так что все упирается в кадры. А их подготовить, а потом еще и удержать — очень непростая задача. Что касается привлечения сторонних организаций к выполнению части наших работ по договорам в плане моделирования, то мы получили отрицательный результат. В целом нам нет никакого смысла использовать аутсорсинг при решении проектных задач. Нам просто неудобно и невыгодно что-то заказывать на стороне. Проекты у нас большие, и если отдавать часть на сторону, неизбежно возникают проблемы с совместимостью конструктивных решений, с синхронизацией данных. Партнер должен принять нашу модель данных, которая во многом определяется технологическими моментами. В итоге это ведет к большому объему работ по настройке систем у возможного партнера, причем фактиче­ски на безвозмездной основе. Плюс большие проблемы с обеспечением режима доступа к данным, покупным и стандартным изделиям, не говоря уже о проверке и внесений изменений.

Данные конструкторской документации потенциально могут быть напрямую использованы не только для задач проектирования, но и, допустим, для расчета количества и стоимости закупаемого материала, иных комплектующих, составления маршрутов производственных операций, в результате чего генерируются коммерческие транзакции и коммерческая документация. Используется ли у вас конструкторская документация для подобных задач?

Вы абсолютно правы: имеет смысл использовать данные кон­структорской документации для решения как коммерческих, так и в производственных задач. Над этим мы работаем. Установленная PDM-система Teamcenter потенциально пригодна для решения задач, подобных  перечисленным — например, связанным с применяемостью материалов, заказом стандарт­ных и покупных изделий. А с использованием специальных приложений можно добиться еще большего: в частности, подсчитать стоимостные характеристики материалов, которые необходимы для изделия.

Заводы же часто используют для решения производственных и коммерческих задач собственные разработки ПО. Условие успешного выполнения этих работ — организация взаимодействия системы Teamcenter с данными АСУП, хранящимися в СУБД Oracle. Необходима синхронизация данных, как конст­рукторско-технологических, так и плановых, экономических, финансовых. Хранящиеся в единой информационной базе, они могут использоваться различными службами предприятия.

А как обстоит дело с сопряжением систем САПР и PDM с другим ПО для автоматизации на разных уровнях, начиная с MES и заканчивая ERP?

Уровень ERP нас не волнует. Но сопряжение систем САПР со многими производственными системами есть, что позволяет сэкономить значительные сред­ства. О том, как уменьшаются затраты на составление программ для станков с ЧПУ при использовании инструментов CAM, уже было сказано выше. От использования CAE инструментов выигрыш получается не меньше. Например, количество натурных испытаний в аэродинамической трубе можно сократить в несколько раз за счет использования модуля CAE — аэродинамика. То же самое и с прочност­ными расчетами. Кроме того, использование САПР существенно помогает в подготовке документации для послепродажного обслуживания на всем жизненном цикле. Тут также выигрыш колоссальный, особенно если речь идет о модификациях уже разработанных изделий.

Насколько при хранении конструкторской информации используются прин­ципы InformationLifecycle mana­ge­ment (ILM), согласно которым часто используемая информация хранится на производительных носителях, а редко используемая на менее производительных, но более дешевых?

Эта задача была актуальна раньше, когда сроки эксплуатации и вычислительной техники, и наших изделий совпадали. Да и стоимость емкостей хранения данных была высокой, и их необходимо было периодически освобождать. Сейчас цикл замены серверов и систем хранения оказывается намного короче, чем срок жизни изделия. Он, напомню, может достигать 40 лет, а то и больше. У Ту-95 или B-52, например, он вплотную приближается к 60 годам. А многие детали — тот же крепеж — не меняются еще дольше. Так что теперь данная проблема просто не актуальна. Хотя решить ее, если возникнет острая необходимость, не составит никакой сложности.

В последнее время при документировании сложных технических систем в части их эксплуатации используются так называемые интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР). Используете ли вы их и насколько перспективными считаете? Какие продукты целесообразно для этого применять?

У нас есть нормативно-техническая документация. Она включает стандарты, инструкции, положения, связанные с тем или иным изделием. Она охватывает весь процесс, вплоть до мелочей. А что касается интерактивных руководств, или так называемых синих книг, то мы их не применяем. Да и в целом, как показывает практика, там, где для обучения применялись такие руководства, персонал оказывался беспомощным при любом отклонении от стандартной ситуации. Наиболее красноречивый пример — два круизных лайнера компании Costa Crociere. Особенно на Costa Allegra, где в результате пожара серьезно пострадала система электроснабжения, и персонал просто остался без доступа к этим самым интерактивным руководствам и справочникам. А эта ситуация более чем реальна и в нашей области.