Управления производственной информацией

С одним из продуктов IBM на базе cPDm который используется в авиастроении я познакомлю вас.

Проектным предприятиям часто приходится искать простой и надежный способ совместного использования технической информации для различных подразделений. Важная техническая информация (проекты, технические задания, спецификации изделий, функциональные спецификации, модели САПР, чертежи, извещения об изменениях) создается и хранится в каждом подразделении по-своему, и доступ к ней других участников проекта весьма затруднителен. Для решения этой задачи служит SWR-PDM - система управления данными об изделии (Product Data Management, PDM). Основное отличие версии 1.1 от 1.0 - схема работы с SolidWorks, оптимизированная для управления большими сборками. Доработан дизайн всего комплекса, изменен внешний вид и состав панели инструментов, улучшено меню в клиентской части приложения, добавлена обратная связь с пользователем, в частности элементы Progress Bar, отображающие процессы обработки массивов данных.

Обновление и демонстрационную версию можно загрузить с сайта SolidWorks-Russia (http://www.solidworks.ru/).

На страницах журнала «Открытые системы» уже публиковались материалы, касающиеся тенденций и направлений развития систем класса PDM. Данная статья посвящена размышлениям о судьбах PDM без углубления в подробности, понятные только узким специалистам, а с целью выяснения характера и движущих мотивов процесса развития систем управления жизненным циклом изделий. Кто, как и куда ведет локомотив PDM по рельсам промышленных информационных систем? Системному аналитику, видимо, будет небезынтересно проследить за авторами диалектику проблематики PDM, а администратору систем крупного предприятия, как нам кажется, будет полезно ознакомиться с нашими заметками для того, чтобы определиться с тем, далеко ли он отстал в реализации PDM на своем предприятии. Системному интегратору предназначается раздел о реализации концепции «открытости» среди систем PDM. Руководитель ИТ-подразделения промышленной корпорации может почерпнуть из статьи оценки возможностей, перспективы развития и текущие позиции основных игроков на поле PDM.

Мы будем говорить о системах управления производственной информацией - полной совокупности данных об изделии как главного объекта современного расширенного производства. Мы будем говорить только о сетевом характере работы с такой информацией. Мы будем говорить о системах, служащих каркасом открытых информационных сред для реализации крупных долговременных промышленных проектов, в которых охвачены и производители, и соисполнители, и поставщики, и сети продаж, и эксплуатационщики и потребители - словом, все, кто когда-либо на протяжении жизненного цикла изделия участвуют в процессах потребления / накопления информации об изделии.

Анализу трудного и извилистого пути, по которому прошли наиболее известные производители систем PDM конца 80-х - начала 90-х годов уже уделено много внимания, но вот на чем мы все же заострим внимание, так это на выводах из того, что ушло в «позавчера». Во-первых, большинство наиболее известных представителей PDM «исторически» выросли из подсистем коллективного режима использования крупных промышленных САПР. Во-вторых, все эти системы строились изначально в технологии «клиент-сервер». В-третьих, так или иначе они реализовывали централизованную единую информационную модель изделия. В последние годы все передовые системы PDM так или иначе обзавелись еще и своими подсистемами организации и управления распределения работ между пользователями (workflow), получили в качестве почти обязательной возможность взаимодействия с продуктами АСУ/АСУП и часто - выход на работу в форматах гипертекстового сетевого обмена (как правило, HTML).

Что же произошло на рубеже веков? Как и во всей экономике, начал набирать обороты процесс глобализации. Для систем PDM это вылилось в многочисленные организационные преобразования с целью всевозможных «укрепления позиций», «повышения капитализаций» и «усиления потенциалов» - компании стали объединяться. Во-первых, такие слияния инициировали более сильные (точнее, стабильные) в финансовом отношении компании, которые получали новое качество в области PDM от менее стабильных. Во-вторых, инициатор сделки «устранял» одного из конкурентов, получая всех его реальных и потенциальных заказчиков. А в-третьих, как побочный эффект, сама концепция PDM становилась все более конкретной, не размытой десятком противоречивых толкователей.

Для нас же наиболее интересным является вопрос: каким образом изменяется (и изменяется ли) качество решений PDM, предлагаемых объединенной компанией? Ведь с точки зрения потребителя стоит ожидать образования новой системы PDM, сочетающей наиболее сильные стороны «старых» решений слившихся компаний и свободной от их недостатков. А критериями качества ранее служили следующие семь показателей:

эффективность работы с изменяющейся структурой изделия (собственно Product Data Management); управление внесением и утверждением изменений (ECO Management); управление жизненным циклом изделия (Life Cycle Management); управление потоком работ и контроль их исполнения (Workflow Management); управление и сопровождение ходом проекта (Project Management); управление конфигурацией изделия (Configuration Management); управление (сетевым) распределением функциональности PDM (Collaboration Management) - то, что в зачаточной стадии в старые времена называли реализацией функций управления данных на ролевой основе. Отметим, что такие «базовые» функции систем PDM, как связь с САПР, сетевое функционирование на базе протоколов стека TCP/IP, независимость от платформы, математика атрибутов и метаданных, управление пулом пользователей, вокруг которых в середине 90-х было столько «идейных» сражений, уже, строго говоря, не обсуждались. Базовый набор решений всех этих проблем стал в составе функциональности продуктов всех ведущих производителей PDM-систем обязательным. Явных лидеров в рамках уже сформировавшихся традиций и одобренных всеми подходов не было. Вырваться вперед в гонке систем PDM можно было либо предложив наиболее рациональное соотношение решений указанных семи проблем, либо как-то принципиально по-новому реализовав «базовые» функции.

Итак, к концу 90-х на рынке господствовали PDM-системы, ориентированные на поддержку разнотипных САПР, использующие для сетевой реализации клиент-серверные технологии. В качестве предпочтительных могли использоваться подсистемы управления проектом / жизненным циклом / составом работ. Крайне желательно было наличие в системе PDM встраиваемого механизма работы с HTML-документами Internet-ресурсов.

В результате «глобализации» в первой десятке игроков рынка PDM на рубеже веков произошли следующие изменения.

Слияние Computervision, PTC и группы передовых разработок компании Metaphase в единую корпорацию PTC. Заключение договора о стратегическом сотрудничестве корпорации IBM, уже владевшей PDM-брэндом ENOVIA, с MatrixOne. Слияние под эгидой EDS PDM-подразделений Unigraphics Solutions и SDRC-Metaphase. Смысл слияний интереснее всего искать в области изменения качества предлагаемых PDM-решений, достигаемых при таком слиянии или планируемых в перспективе.

Computervision + PTC + MetaphaseВ 1996 году компания Computervision провела анализ путей развития рынка PDM и обнаружила, что будущее PDM - за сетевыми многоплатформными системами управления, для которых характерны: отказ от централизации данных в пользу федерализации; отказ от САПР как основного источника данных о структуре изделия и его конфигурациях; отказ от тяжелых, «САПРовских», методов доставки визуальной информации об изделии в пользу некоей универсальной сетевой облегченной среды просмотра распределенной информации.

Анализ показал также, что для того чтобы оторваться от конкурентов и предложить решение сразу всех трех задач, собственных сил будет недостаточно. Ни времени, ни ресурсов, ни идей уже не хватало, чтобы в одиночку, на «старых» наработках радикально изменить ситуацию на рынке корпоративных систем PDM в свою пользу. Computervision пошла на принципиальный шаг, сделав ставку на лидеров в каждой из областей, сосредоточив усилия на вовлечении этих лидеров в свой бизнес. Такое решение могло бы сэкономить время и позволяло надеяться на практическую реализацию PDM нового типа. В результате были заключены соглашения с компаниями Auxillium, DiVision и группой перспективных разработок Metaphase.

Первая компания привнесла в альянс технологию интеграции данных для решения задачи федерализации информации, рассредоточенной на сетевых серверах, управляемых разнотипными СУБД и несводимыми в единую централизованную информационную модель. Такая технология решала проблему сетевой оптимизации процессов доступа. Соответствующая торговая марка Info*Engine и сейчас жива, в исправленном и дополненном виде входя в ядро системы федерализации данных PTC. Сделанная в свое время ставка на JDBC, XML и трехуровневую структуру построения взаимодействия с третьими системами позволила предложить оптимальное и практическое решение задачи федерализации данных. Смысл решений по организации рабочего доступа с помощью технологии Info*Engine сводился к следующему:

пользователь через Web-интерфейс получал доступ к механизму вызовов Info*Engine-запросов через набор «сервлетов», т.е. апплетов JavaScript, исполняемых на Web_сервере; каждый из сервлетов передавался Web-сервером на сервер Info*Engine, преобразовывался в вызов последовательных опросов («вебджектов») сетевых ресурсов данных, за что отвечал сервер Info*Engine; сервер Info*Engine продвигал каждый из «вебджектов» к набору адаптеров Info*Engine, каждый из которых отвечал за работу с одним типом информационного ресурса (реляционные СУБД, СУБД на мэйнфрейме, системы PDM третьих фирм, офисные базы данных и т.д.); полученные результаты работы с внешними информационными сетевыми ресурсами адаптеры Info*Engine преобразовывали в форматы HTML/XML и передавали их на Web_сервер; Web_сервер, отслеживая выполнение каждого из сервлетов, «выкладывал» совмещенные HTML/XML результаты, получаемые от всех необходимых адаптеров Info*Engine, непосредственно в браузер пользователя, получая при необходимости и конкретные решения. Именно такая технология позволила принципиально отказаться от чистой клиент-серверной схемы, и перейти к реально функционирующей Web-центрической схеме организации информационного федеративного взаимодействия.

Вторая компания привнесла в альянс мощную систему визуализации гетерогенных трехмерных сборок. Именно DiVision была к тому времени лидером в области универсальных браузеров гетерогенных визуальных данных. (Как ей удавалось «запихнуть» такие решения в весьма компактные объемы, реализуемые даже на среднего класса ПК - до сих пор загадка.) Именно DiVision сняла основную часть проблем одновременного просмотра трехмерных моделей от разных САПР.

Группа передовых разработок Metaphase привнесла в альянс самое главное - идею системы PDM нового поколения. Именно на идеологическом фундаменте этой группы и реализована работа со всем множеством объектов, которым описывается функционирование полноценной системы PDM. Вот такого рода системой нового поколения (рис. 1) и стала система Windchill PDM.

Естественно, что реализация такого альянса не могла не пройти без потерь. Приобретение компаний-лидеров - процесс финансово очень рискованный и к увеличению прибылей приводящий далеко не сразу, если вообще приводящий. Все это в полной мере ощутила инициатор процесса - компания Computervision, цена оказалась достаточно высокой, как для нее, так и для тех, кто был в то время в состоянии планировать «поглощение» Computervision в рамках набиравшей силу тенденции «глобализации». Да, цена была достаточно высока, однако она не остановила PTC от этого шага, который вел ее к выстраиванию решения, нацеленного на захват рынка PDM. Такой шаг выдвигал PTC на новый рубеж борьбы за крупных, корпоративных клиентов систем PDM, а Windchill была единственной тогда Web-центрической системой.

Острая нацеленность на корпоративных клиентов проявлялась и в том, что предложения по продажам Windchill включали в себя не только отдельные компоненты базовой функциональности, но и готовые сформированные пакеты решений, предназначенные для отдельных наиболее заинтересованных секторов бизнеса крупных проектов. Подобная методика работы с корпоративными клиентами сохраняется и сейчас; в этом нашел отражение отход от традиционных концепций, когда специализированные пакеты предлагались скорее для специализированных рабочих мест (инженер-конструктор, инженер-технолог, специалист по закупкам и пр.), а не так, как того требует современный рынок - с ориентацией на сквозную бизнес-цепочку. В новой версии Windchill предлагает целую гамму таких решений для организации выполнения проектов «под заказ», организации цепочки поставок и ведения электронных каталогов комплектующих, организации управления проектами и т.д.

Итак, радикальный отказ от архитектуры «клиент-сервер» в пользу Internet-технологий, использование единого механизма «захвата» данных для связи как с «чужими», так и с собственными системами (Info*Engine), совместное использование универсальной сетевой службы визуализации трехмерных сборок и двухмерных чертежей (ProductView) потребовал от компании PTC значительных затрат и полутора лет перестройки, однако сегодня, обладая уже шестой версией системы Windchill PDM, компания имеет основания реально претендовать на ведущую роль в области корпоративных систем PDM.

IBM + MatrixOneСпустя полтора-два года обоснованность альянса Computervision+PTC+Metaphase стала очевидной для всех. Но и другие игроки рынка не дремали, а совершенствовали свои системы PDM. Далее и успешнее всех в этом направлении продвинулась IBM, точнее, действующая на рынке промышленных систем под ее маркой компания Dassault Systemes, развивавшая «классический» вариант PDM, который в первую очередь предназначен для организации эффективного совместного функционирования группы разработчиков. Во второй половине 90-х годов компания Dassault Systemes дополнила свою систему САПР промышленного уровня CATIA 4 решениями для сопровождения данных об изделии ENOVIA и поддержки производственного цикла DELMIA. Выстроенная таким классическим образом триада, должна была решить комплексно задачу обеспечения поддержки жизненного цикла изделия продуктами от одного производителя.

Реализованный подход - открытая архитектура V5 Open Architecture - является типичным для систем клиент-серверного направления. В рамках такого подхода потребности конкретного пользователя в нужной функциональности «закрываются» каждый раз конкретным набором приложений. Интеграция такого рода наборов в среду пользователя осуществляется за счет заложенного компанией-производителем уровня базовой интеграции, который может быть в дальнейшем расширен либо за счет собственных API_интерфейсов внешних дополнительных приложений, либо за счет применения инструментального средства быстрого встраивания приложений в среду системы - CAA RADE V5.

IBM и Dassault Systemes по сути дела пошли по пути создания принципиально нового продукта - системы ENOVIA, но с использованием традиционного для систем PDM уровня рабочей группы традиционных методов и классических подходов. На наш взгляд, ENOVIA V5 может быть заявлена как сетевая система управления производственными данными, основанная на трехзвенной архитектуре.

«Представительский» (если пользоваться эквивалентами классической терминологии семиуровневой сетевой модели протоколов) уровень: совокупность независимых от платформы наборов Java-компонентов, обеспечивающих с одной стороны, связь с пользователем в стандартах HTML и HTTP, а с другой, вызовы клиентом служб базовых приложений ENOVIA V5 LifeCycle Applications и ENOVIA 3d com. Промежуточный уровень: уровень реализации бизнес-логики. Именно на нем реализованы «классические» серверы приложений - сервер ENOVIA LifeCycle Applications и сервер ENOVIA 3d com. Уровень «обеспечения живучести» реализован как обеспечивающий данными вышележащий промежуточный уровень серверов приложений. Предназначение этого уровня - обеспечение «открытости» данных, реализация их независимости от конкретных баз данных. Выполнение такой задачи решено опять-таки в классическом стиле за счет поддержки СУБД DB2 и Oracle. Реализация межуровневых связей и процессов осуществляется опять таки традиционно для конца 90-х годов на основе модели OMG CORBA. Связь между клиентом и сервером в ENOVIA V5 базируется на применении протокола CORBA-IIOP. Технология CORBA потребовала обязательного включения брокера ORBIX Object Request Broker в инструментальные средства реализации системы.

Вообще говоря, традиционный подход не хуже и не лучше авангардизма a-la Windchill, просто в реальной жизни такой подход более трудоемок, реализация, особенно клиентской части, «тяжеловесна» и требовательна к ресурсам платформы; сложна модификация и переработка самой системы PDM.

Но жизнь берет свое. Старт «пятых» версий CATIA, ENOVIA и дополняющих их DELMIA, потребовал от компании IBM искать иные пути обеспечения функциональности систем PDM современного уровня. Естественно, правильнее всего было бы для задач такого уровня и для компании такого масштаба «глобализировать» PDM-бизнес путем поглощения готового передового подхода, реализованного одной из лидирующих в соответствующей области компаний. Так же естественно было ожидать и встречных инициатив. Вот почему предварительная информация о планах «глобального стратегического альянса» IBM и компании MatrixOne не стала неожиданностью для аналитиков. Если вспомнить материалы обзоров рынка систем PDM, появлявшиеся в журнале «Открытые Системы», то в группе лидеров непременно обнаружится и MatrixOne. Новейшие релизы eMatrix компании MatrixOne и обеспечивают ей лидирующее положение в группе лидеров. Использование eMatrix в PDM-бизнесе IBM могло бы существенно улучшить интеграционные возможности решений, предлагаемых крупным промышленным корпорациям. Решение о глобальном стратегическом партнерстве обретает сегодня черты реального проекта. Для реализации всех ожидаемых плюсов такого альянса необходимо будет в обязательном порядке решить следующие задачи:

отладить новые версии eMatrix для ее работы на аппаратных платформах IBM; отладить новые версии eMatrix для работы с системным программным обеспечением, применяемым IBM на корпоративном уровне и прежде всего с операционной системой AIX; отладить новые версии eMatrix для работы совместно с уровнем реализации приложений трехзвенной архитектуры корпоративных систем IBM: DB2 Universal Database, WebSphere Application Server и WebSphere MQ Family. Итак, традиции классического клиент-серверного подхода при реализации корпоративных систем PDM наиболее полно реализованы в пятой версии продуктов Dassault Systemes, включающей в качестве основы систему ENOVIA V5. Однако необходимость достижения полнофункционального охвата побуждают искать пути усиления «команды» за счет привлечения eMatrix компании MatrixOne.

EDS + UGS + SDRC-Metaphase.К 2001 году компания UGS имела в своем распоряжении хорошо отлаженную клиент-серверную систему PDM уровня рабочей группы iMAN, аналогичную изделиям конкурентов. И, как и для конкурентов, для UGS самой актуальной задачей в области управления данными была задача выпуска на рынок полноценной системы PDM корпоративного уровня с поддержкой всех этапов жизненного цикла. Позиционирование клиент-серверного варианта iMAN, усиленного Internet-функциями, в качестве корпоративного портала не давало полного решения этой задачи. Возможность заново создать Internet-портал корпоративного уровня с полной функциональностью PDM появилась, как только UGS вернулась в «родные стены», войдя в состав EDS. Несомненно, финансовые резервы и рыночные позиции этого гиганта уже позволяли всерьез рассматривать задачу создания Web-центричной системы PDM для реализации концепции расширенного предприятия. Однако компания EDS пошла еще дальше - в рамках «модных» процессов глобализации приобрела во втором квартале 2001 года еще и компанию SDRC.

Отход от клиент-серверных технологий и альянс с лидерами рынка сами по себе не решают проблему быстрой разработки целостной и законченной системы PDM корпоративного уровня. Как показывает практика, для компаний такого масштаба, как EDS, может потребоваться не менее полутора лет для того, чтобы получить такую систему, причем при условии наличия четко выверенной стратегии и максимальном сосредоточении усилий разработчиков объединенной компании.

Вот и настало время помечтать. Положим, все интеграционные процессы среди компаний-гигантов в области PDM уже завершились, утихли страсти по определению стратегий и приоритетов, команды разработчиков выдают «на гора» релиз за релизом. Вот только какая она будет - современная система PDM для расширенного предприятия?

Прежде всего, мобильный характер современного бизнеса, развитие аутсорсинга и все большая актуальность перехода от массового серийного производства к заказному характеру выпуска готовых изделий приводят к необходимости реализации корпоративных проектов (в том числе и систем PDM) в технологиях Web. Классические клиент-серверные технологии на современном корпоративном уровне уже «не стреляют».

Во-вторых, современные системы PDM должны быть универсальны и независимы от конкретики всего того многообразия баз данных, которые неизбежно должны быть привлекаемы на тех или иных этапах жизненного цикла изделия. Выход в современных условиях при реализации в Web-технологиях - ориентация на реализации выполнения транзакций в XML-форматах.

В-третьих, современные системы PDM корпоративного уровня будут тем более востребованы, чем полнее и точнее они представляют информацию от разнотипных и разнородных систем пользователя, включая САПР.

В-четвертых, обязательным условием применимости современной системы PDM корпоративного уровня будет ее способность к применению всеми участниками всех этапов жизненного цикла изделия. А так как корпорации производят изделия, срок жизни которых не один десяток лет, то предпочтение будет отдаваться тем производителям PDM, которые правильно выбрав технологию управления жизненным циклом, не меняют ее в течение времени, сопоставимым с самим жизненным циклом. Такие требования уже смогут выполнять только те производители, которые менее всего давали в прошлом поводов к сомнениям в выверенности их стратегий и не были замечены в колебаниях «генеральной линии».

В-пятых, успех будет сопутствовать компаниям, которые предложат не «конструктор» PDM, а простые, легкие в применении и прозрачные в освоении готовые комплекты настроенных модулей наиболее востребованных компонентов и функций расширенного PDM.