Файл: Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет) А. Е. Бром, З. С. Терентьева организация и управление жизненным циклом наукоемкой продукции Курс лекций.docx

Но единой чертой информационных систем в области управления ЖЦ, существующих на данный момент, является принцип централизованности организации управления, который означает, что управление осуществляется через единый центр, принимающий решения и обрабатывающий все потоки информации (системы класса MRP/ERP, SAP и т.д.). Даже для случаев децентрализованной структуры сетей поставок, производств, поддержки ЖЦ продукции с сотнями и тысячами независимых и территориально распределенных участников, для управления используется именно централизованный подход, который зарекомендовал себя при управлении одним предприятием.

Для сложных современных промышленных структур это начинает становиться ощутимой помехой на пути дальнейшего развития.

Тенденция в развитии информационно-логистических систем (ИЛС) заключается в движении от систем, решающих вопрос одного предприятия с последовательной обработкой данных (без возможности функционирования в режиме реального времени) к системам реального времени, осуществляющим оптимизацию деятельности объединений предприятий. Такие системы должны действовать децентрализованно и учитывать интересы всех задействованных сторон. Именно должны быть ИЛС нового поколения, реализующие концепцию УЖЦ/PLM.

Сейчас существуют информационного технологии, которые децентрализованы по своей сути и позволяют реализовать принятие решений в режиме реального времени, проводить переговоры с учетом целей всех участников, принимающих участие в процессе решения. Это технологии распределенного искусственного интеллекта (ИИ), мультиагентых систем (МАС) и блокчейн (Blockchain) (рис.3.4).

На фоне роста интереса к технологии блокчейна и предложений по его использованию в финансовом/банковском секторе отсутствуют конкретные идеи по применению этой технологии в промышленных отраслях. Технология блокчейн может стать эффективным инструментом, решающим проблему децентрализации ИЛС в рамках системы УЖЦ.


Рис. 3.4. Схема развития информационных систем

По своей сути технология блокчейн – это децентрализованный журнал записи транзакций, который является частью более широкой вычислительной инфраструктуры, которая также должна включать в себя функции хранения, коммуникации, обслуживания файлов и архивирование. Блокчейн состоит из цепочки блоков, каждый из которых содержит определенную информацию, причем все вышеуказанные блоки цепочки связаны между собой.

---

Блок содержит определенную группу записей, и при добавлении нового блока, он будет дублировать информацию, содержащуюся в предыдущих блоках. Новый блок добавляется в конец цепи. Цепочка блоков строится на основе трех базовых принципов: анонимность транзакций, безопасность и доступность. Пользователи системы формируют некую компьютерную сеть. При этом в каждом персональном компьютере хранится копия каждого созданного блока. Такая система хранения данных является наиболее безопасной, поскольку не представляется возможным вывести ее из строя, только в случае поломки всех участвующих в данной системе компьютеров. А поскольку все пользователи находятся в разных уголках нашей планеты, то вероятность разрушения данной системы крайне мала.

Все данные защищены - это главная особенность блокчейна. Они упрощают процесс проверки корректности и правдивости информации и обеспечивают надежную защиту системы. Сам криптографический ключ — группа букв и цифр. Ключ рассчитывается с помощью применения специально созданного алгоритма, называемого функцией хэш. При этом у пользователя есть только один ключ, обладающий двумя разными качествами: невозможность доступа к первичной информации при незнании ключа и невозможность подбора другого пакета данных, позволяющих создать такой же ключ. В данный момент эта технология используется только для операций с криптовалютой биткоин.

У блокчейн-революции существует три категории:

• 
  Блокчейн 1.0 – это криптовалюта, применяемая в различных приложениях;
  
• 
  Блокчейн 2.0 – это контракты, которые представляют собой классы экономических, рыночных и финансовых приложений, работающих с различными типами финансовых инструментов – с акциями, облигациями, фьючерсами, закладными, правовыми титулами, умными активами и умными контрактами;
  
• 
  Блокчейн 3.0 – это приложения, область применения которых выходит за рамки денежных расчетов, финансов и рынков. Именно эта концепция имеет все шансы успешно себя зарекомендовать в системах УЖЦ.
  

Технология блокчейн обладает явными преимуществами, дающими возможность реализовать систему УЖЦ:

• 
  отсутствие множества посредников в цепях поставок,
  
• 
  удешевление финансовых операций между участниками ЖЦ,
  
• 
  оформления и проверки подлинности контрактов, обеспечение безопасности, доступности и анонимности транзакций,
  
• 
  управление данными в режиме реального времени, создание интегрированной цепи поставок,
  
• 
  подключения к блокчейну разработчиков, поставщиков (существующих и потенциальных), производителей, эксплуатантов и ремонтных организаций.
  

---

Блокчейн позволит строить процессы производства и поставок комплектующих в реальном времени, в соответствии с фактическим состоянием изделий – информация об интенсивности эксплуатации, фактических нагрузках, реальном износе, - будет доступна всем участникам ЖЦ. Для технической продукции, номенклатура узлов и комплектующих которой составляет тысячи наименований, заказываемых у десятков поставщиков, это преимущество блокчейна будет играть решающую роль.

Таким образом, при использовании технологии блокчейн центром становится распределенная база данных (РБД) фактических показателей надежности продукции в эксплуатации. Более того, возможно создать специальный реестр показателей стоимости, качества и длительности процессов технического обслуживания и материального снабжения (рис.3.5).

Современное цифровое производство уже позволяет работать с цифровой моделью изделия в различных аспектах, реализуя ее «физически» в автоматизированных производственных ячейках. Интеграция проектных, производственных и эксплуатационных процессов в информационно-логистическую систему – это повестка сегодняшнего дня, решающая задачи внедрения PLM. Но PLM должен в результате обеспечивать конкурентоспособность промышленных предприятий за счет сокращения времени и стоимости выполнения заказа, выполнения требований к качеству конечных изделий и комплектующих.



Рис. 3.5. Схема взаимодействия участников ЖЦ при использовании технологии блокчейн.

Использование технологии блокчейн обеспечит отслеживание, прозрачность и видимость информационных данных о текущих режимах, нагрузках, отказах техники и стоимости процессов обслуживания изделий на этапе эксплуатации. А децентрализованное управление материальными потоками в реальном времени, в соответствии с фактической надежностью изделий, сократит количество посредников, что в конечном итоге позволит оптимизировать совокупную стоимость ЖЦ продукции.

---

3.6 PDM системы

Первые системы PDM – Product Data Management – появились в конце 80-х – начале 90-х годов XX-го столетия. Появление систем PDM было вызвано все возрастающими сложностями в области согласованной работы в среде САПР на уровне рабочей группы. Развитие этих систем происходило очень стремительно.

В начале 90-х годов даже самые развитые, т.н. «тяжелые» промышленные САПР уже не рисковали предлагать «встроенные» модули управления совместно используемой проектной информацией. Эти системы сосредоточились только на трехмерном твердотельном групповом проектировании сборок. Информационное обеспечение работы с такого рода сборками было выделено в самостоятельную задачу, реализация которой и вызвала к жизни появление на рынке систем PDM первого поколения.

Как правило, такие PDM имели прямой интерфейс в САПР сборок, встроенную СУБД и генератор отчетов для вывода спецификаций на изделие целиком. Разработкой PDM первого поколения наиболее плодотворно занимались именно производители «тяжелых» САПР.

При таком подходе исходными, «базовыми», данными для работы PDM становились,

• 
  во-первых, структура изделия, которая получалась напрямую из среды параллельного проектирования САПР,
  
• 
  во-вторых, структура отношений между участниками проекта, которая задавалась в ходе выполнения административных задач по адаптации PDM на конкретном подразделении предприятия.
  

Кроме того, система PDM должна была управлять дополнительной производственной информацией, относящейся к проекту в целом.

Однако уже к середине 90-х годов стало ясно, что системы PDM первого поколения успешно решают только задачи информационного обеспечения группы проектировщиков. Для интеграции систем PDM в общий производственный процесс необходимо было уйти от концепции PDM первого поколения, а сами PDM требовалось дополнить и расширить.

Дополнить состав модулей надо было новой функциональностью – учетом не только конструкторских, но и других, в первую очередь, технологических аспектов деятельности производства. Расширять применимость систем надо было, уходя за рамки проектных групп и включая в информационный контур PDM руководящее звено, технологические, и плановые подразделения.

---

Характерной задачей PDM второго поколения стало обеспечение управления всеми проектными данными в соответствии с правилами, устанавливаемыми для участников на каждом этапе работ над изделием. Таким образом, на повестку дня вышла задача управления жизненным циклом изделия (Lifecycle), которая является актуальной и поныне. Применение систем PDM второго поколения позволило рационализировать информационный обмен актуальными данными между подразделениями предприятия в целом, автоматизировать некоторые функции принятия решений при продвижении информации об изделии по этапам жизненного цикла, сократить потери на организацию доступа нужного уровня к общему банку данных предприятия для каждого из клиентов системы PDM. Как результат – применение такого рода систем PDM должно было существенно сократить непроизводительные потери, особенно при выполнении работ над образцами новой техники. Именно представители второй генерации систем PDM первыми появились на отечественном рынке и были освоены им. Этими системами были - Optegra компании Computervision и I-MAN компании EDS Unigraphics.

Стремление к охвату всех информационных потоков потребовало более тесной интеграции PDM - систем с системами ресурсного планирования предприятия: Application, SAP R/3, BAAN, CA Unicenter NG, JDEdwards и т.д.. Так как стандарта структуры данных для таких систем еще не существовало, то в качестве рабочего варианта выбирался формат структур данных о составе изделия SAP R/3 или структура данных о составе изделия STEP (для автомобилестроения или авиастроения. Такой формат использовался для интеграции систем PDM и ERP по совместно используемым данным. Это послужило прототипом создаваемых PLM-систем.

Для систем PDM третьего поколения характерны следующие особенности: полная реализация идеологии «клиент-сервер», реализация СУБД на базе самых производительных ядер – как правило, Oracle 7.x.x, реализация выхода на системы ERP, вызов клиентских модулей через унифицированный пользовательский графический интерфейс. Базовыми функциональными возможностями систем третьего поколения считаются следующие:

• 
  контроль структуры изделия,
  
• 
  контроль жизненного цикла изделия,
  
• 
  контроль версий и релизов информационных объектов,
  
• 
  генератор спецификаций.
  

Рассматривая рынок PDM - систем следует отметить, что в настоящее время многие аналитические компании рассматривают его в качестве сегмента PLM рынка. Рост инвестиций в PLM, причем не только в совершенствование имеющихся систем, но и в новые продукты, указывает на то, что предприятия оценили значение данной технологии для повышения прибыли и сокращения издержек.

---