«САРУС»: все преимущества эпохи PLM

Андрей Владимирович Трищенков

Обходить конкурентов, минимизировать издержки и максимизировать качество изделий, использовать устойчивые передовые практики и привлекать лучшие кадры – далеко не все плюсы, которые может дать предприятию управление жизненным циклом продукции (Product Lifecycle Management). Одной из ключевых тем всероссийского форума «ЦИПР-2024» стала система «САРУС», разработанная Институтом цифровых технологий ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Предприятие занимает уже 20-е место в списке зарубежных и отечественных подрядчиков, внедряющих PLM-системы. Андрей Владимирович Трищенков, руководитель портфеля продуктов PLM в составе «САРУСа», рассказал об уникальных возможностях и реальных эффектах этой отечественной разработки.

Сделать невозможное

– PLM – что это: Система? Технология? Методология? Концепция?

– Я бы сказал, это стратегический подход к ведению деятельности, опирающийся на специальный программный инструментарий. Основная задача PLM – провести изделие через весь жизненный цикл, от идеи до потребителя и затем до утилизации, в общей цифровой среде, где интегрируется вся необходимая информация и объединяется в совместные процессы взаимодействие всех участников. Это дает возможность внедрять изменения в процессы компании для повышения качества работы и скорости реакции на требования рынка и улучшать совместную деятельность для получения конкурентных преимуществ.

Идея PLM возникла в 80-х годах прошлого века. Тогда небольшая американская компания, у которой не хватало ресурсов конкурировать с автогигантами,  отследила жизненный цикл продукции и с помощью собранной информации оптимизировала процессы, сократила издержки, добившись минимальной стоимости производства по сравнению с другими. Успех не прошел незамеченным. Идея получила распространение, а когда пришла в нашу страну, ее взял на вооружение Российский федеральный ядерный центр.

Поскольку РФЯЦ-ВНИИЭФ входит в оборонно-промышленный комплекс (следовательно, соблюдает ограничения в использовании иностранных оборудования и ПО, создавая собственные защищенные аналоги) и является предприятием полного жизненного цикла, тема PLM ему оказалась крайне близка.

– В 2012-2015 годах в рамках отраслевой программы «Создание типовой информационной системы предприятий ЯОК в пилотной зоне ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» нашим предприятием был разработан уникальный комплекс интегрированных информационных и автоматизированных систем, реализующих процессы полного жизненного цикла изделий ядерно-оружейного комплекса. В 2017-м началась работа над импортонезависимой PLM. Накопленный за это время опыт и созданные наработки получили свое развитие в комплексе программ в защищенном исполнении «Система полного жизненного цикла изделий «Цифровое предприятие». Коммерческое название – СПЖЦ «САРУС». Разработка PLM-продуктов – длительный и трудоемкий процесс, занимающий человеко-десятилетия. Наша команда сделала практически невозможное: справилась за 4 года. В 2023-м успешно завершено создание базовой версии «среднего» класса. Система обеспечивает решение прикладных задач на всех этапах научно-производственной деятельности и защиту важной информации до уровня  «Совершенно секретно» включительно.

Со сдачи прошло меньше года, потому полный цикл пока не завершило ни одно изделие, однако функциональность «САРУСа» подтверждена апробацией и комплексным функциональным тестированием на «сквозном» примере и пилотным внедрением на ряде крупных предприятий ОПК. Все это позволило возложить на систему крайне ответственные задачи: в «САРУСе» уже разработан ряд секретных продуктов, а «КАМАЗ» в ближайшее время начнет создавать в ней первый отечественный электромобиль «Атом». Андрей Владимирович рассказал, какие составляющие системы позволят реализовать этот и другие сложнейшие проекты.

Для любых задач

Воплотить в 3D-проект даже самую сложную и наукоемкую идею инженерам-конструкторам позволяют входящие в «САРУС» системы собственной разработки с интуитивно понятным интерфейсом.

CAD обеспечивает повышение скорости и качества проектирования будущего изделия. Система позволяет создавать точные 3D-модели деталей и сборочных единиц (в т.ч. с большим количеством компонентов и геометрических объектов) и 2D-эскизы операций с возможностью наложения размерных и геометрических ограничений, выполнять твердотельное и поверхностное моделирование, производить измерения и анализ геометрии, а также оформлять графическую документацию в соответствии с требованиями ЕСКД;

CAE упрощает выполнение инженерных расчетов экспресс-анализа (статического, на устойчивость, модального, теплового и др.) составных частей методом конечных элементов, а также расчетов стандартных элементов и типовых соединений (пружины, шлицы, шпонки, зубчатые передачи, крепежные соединения и др.), применяющихся в проектируемых конструкциях. Причем не требует применения суперкомпьютерных технологий и дорогостоящих вычислительных систем!

CAM позволяет разрабатывать программы для различных категорий технологического оборудования с ЧПУ, создавать, адаптировать и модернизировать постпроцессоры для подготовки файлов управляющих программ в формате систем управления конкретного оборудования, а также верифицировать управляющие программы, эмулируя процесс обработки с учетом технологического оснащения и кинематической схемы конкретного станка.

– Один из главных плюсов «САРУСа» – работа в едином окне.  Так, решения «Сименса», в силу того, что ряд продуктов компания купила и затем интегрировала, обособлены и выглядят как отдельные программы. В нашей системе перейти от проектирования модели в CAD, например, к инженерным расчетам в CAE – это нажать кнопку меню.

 Такую удобную связь системам «САРУСа», обеспечивающим комплексное управление полным жизненным циклом изделия, дает собственная цифровая промышленная платформа – защищенный комплекс программ и программных библиотек.

Объединяя и защищая

Технологическая платформа – не только универсальная оболочка, но и единый формат данных, их структурированное хранение (без риска задублирования) и передача на всех этапах жизненного цикла изделия. Портфель PLM-продуктов «САРУСа» содержит ряд систем, предназначенных для управления данными.

СУОД – система управления основными данными – содержит все справочники материалов, сортаментов, стандартных изделий и прочего, с чем работают конструкторы, технологи и другие специалисты при проектировании изделия. В ней предусмотрены удобные механизмы дополнения и настройки справочников, классификации, дедубликации и синхронизации данных, интеллектуального поиска  на основе нечеткого сравнения строк

PDM – система управления данными об изделии – обеспечивает возможность коллективной работы над будущим продуктом, автоматизируя все составные процессы, в том числе согласования и утверждения. При этом поддерживается разработка структур изделий, имеющих разную степень конфиденциальности с использованием механизмов разграничения доступа пользователей.

СУБД – система управления базами данных «Синергия-БД» – используется в качестве хранилища данных, содержащих служебную и государственную тайны для информационных систем. В ней реализованы создание инкрементальной физической резервной копии базы данных (и проверка ее целостности), а также графический интерфейс управления резервным копированием и восстановлением БД.

«Синергия-БД» и технологическая платформа сертифицированы по требованиям безопасности информации ФСТЭК и дают возможность разграничивать доступ к данным. «САРУС» способен обеспечить защиту информации до уровня «Совершенно секретно» включительно, потому систему могут использовать предприятия не только гражданских отраслей, но и ОПК.

– Высокотехнологичные изделия сегодня как правило производятся в кооперации, нередко – целям рядом отраслей. Предусмотрена ли возможность обмена данными с внешними партнерами?

– Конечно. PLM охватывает множество разнородных связанных данных не только внутри, но и извне. Для этого нами разработан КСИ – комплекс средств интеграции. Он обеспечивает взаимодействие существующих источников информации и предоставляет централизованный обмен данными между различными информационными системами. КСИ также незаменим на таком из этапов внедрения «САРУСа», как  интеграция с наследуемыми системами (от инженерных до  MES, ERP). Комплекс позволяет быстро и верно перенести многолетние наработки предприятия в нашу систему. При внедрении системы в РФЯЦ-ВНИИЭФ конструкторы отметили легкость, с которой удалось перенести в «САРУС» геометрию такого сложного изделия, как транспортно-упаковочный контейнер для отработавшего ядерного топлива. Количестве деталей собственно в изделии около 11,5 тысяч, а с учетом ТВЭЛов, отработавших «таблеток», может дойти до 40 тысяч. Терять такие наработки при переходе на новую систему непозволительно.

Общая работа и общий успех

Время одиночек в науке и промышленности давно прошло. Сегодня инновации и прорывы – результат коллективной работы. Ее организация нелегка, но «САРУС» предлагает эффективные инструменты для ее решения.

– Даже если не брать в расчет межотраслевые коллаборации, предприятия, производящие высокотехнологичную продукцию, часто представляют собой комплекс зданий, причем отнюдь не всегда расположенных по соседству. Есть ли решение вопроса территориальной распределенной участников разработки?

Есть. Наша технология «тонкого клиента» «Синергия-ТК». Она обеспечивает создание и использование инфраструктуры виртуальных автоматизированных рабочих мест на серверах, работающих под управлением серверной части программного модуля. Она также имеет сертификат ФСТЭК и обеспечивает защищенный доверенный доступ к информации. Использование этой технологии также позволяет удешевить стоимость рабочего места – необходимые ресурсы обеспечиваются центром обработки данных, а не отдельными мощными машинами для каждого конструктора, инженера и т.д.   Консолидация вычислительных ресурсов в рамках многоуровневой защищённой информационной инфраструктуры также обеспечивает еще один наш продукт –  комплекс виртуализации «Синергия-гипервизор». Он позволяет создавать системы распределенных и облачных вычислений, предусматривающие мандатный, ролевой и дискреционный контроль доступа. А также обеспечивает виртуальную среду, позволяя «накрыть» и запустить в защищенной оболочке потенциально небезопасные приложения.

Техподдержку тем, кто внедряет у себя «САРУС», позволяет обеспечить СКР – среда коллективной разработки, в которой и создавалась базовая версия PLM-системы, а теперь ведется улучшение ее функциональности и разработка отраслевых версий. Это единое информационное пространство в виде ряда сервисов: собственно приложения для разработки, чата для общения по рабочим вопросам, единой базы знаний (и репозитория исходных кодов) и т.д. Она дает всем участникам возможность взаимодействовать по единым правилам, облегчая процесс и кастомизации «САРУСа», и его подстройки под требования конкретного предприятия при внедрении.

«САРУС» ускоряет развитие и масштабирование: на его базе запланировано создание общероссийской интеграционной платформы управления жизненным циклом продукции. И в ее успехе нет сомнения, ведь если жить в эпоху перемен, согласно китайской мудрости, это проклятие, то эпоха PLM для любого предприятия – огромное преимущество.