Перспективы и сложности внедрения PLM-технологий

УДК 338.45

ФЕДОРОВ Д. О., ЛАЗИЧ Ю. В. FEDOROV D. O., LAZYCH Y. V.

ПЕРСПЕКТИВЫ И СЛОЖНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ PLM-ТЕХНОЛОГИЙ

PROSPECTS AND DIFFICULTIES OF PLM-TECHNOLOGIES IMPLEMENTATION

Аннотация. В статье дается определение концепции управления жизненным циклом продукции (PLM) и жизненного цикла продукции. Определяются возможности, которые возникают у организации при внедрении данной концепции. Проводится краткий исторический экскурс по эволюции концепции PLM. Рассматривается система управления данными об изделии (PDM) как инструмент управления жизненным циклом продукции. Приводятся примеры компаний, предоставляющих специализированное программное обеспечение и использующих его. Подробно рассматривается процесс внедрения данной концепции на предприятии «Усть-Каменогорский арматурный завод», где акцентируется внимание на сложностях, возникающих во время данного процесса и способах их преодоления. В качестве итога авторами определяются характеристики предприятий, для которых наиболее целесообразно внедрение PLM-решений, и предлагается план подготовительных мероприятий, которые позволят избежать большинства проблем при интеграции данной концепции в процесс проектирования.

Ключевые слова: управление жизненным циклом продукции, жизненный цикл продукции, этапы жизненного цикла продукции, система управления данными об изделии, система автоматизированного проектирования.

Summary. This article defines the concept of product lifecycle management (PLM) and product lifecycle. The author sets out opportunities which arise in organization with introduction of this concept. A short historical review about evolution of the concept of PLM is conducted. Product data management is considered as an instrument of product lifecycle management. An example of a company providing a special software and using it is also given. Process of integrating this concept in Ust-Kamenogorsk valve plant is considered in detail, special attention being paid to difficulties arising during this process, as well as ways of overcoming them. As an outcome, the author determines characteristics of an enterprise in need of PLM implementation and offers a plan of preparatory activities which will help to avoid most difficulties in integration of this concept into a design process.

Keywords: product lifecycle management, product lifecycle, phases of product lifecycle, product data management, computer-aided design.

В настоящее время потребители предъявляют высокие требования к производителям по качеству товаров и услуг, уровню сервиса и цене. Поэтому для того, чтобы успешно функционировать в условиях современного рынка «покупателя», организациям необходимо постоянно развивать-

ся, совершенствовать свою продукцию и разрабатывать новую. Потребность в инновациях существует во всех сферах деятельности предприятия и на всех этапах производства продукции (цикла изделия). Для разработки продукции и внедрения ее в производство в кратчайшие сроки и с мини-

мально возможными издержками предприятию необходимо сформировать единое информационное пространство, призванное объединить массивы данных об изделиях и процессах, происходящих на всех этапах жизненного цикла, и предоставить доступ к нему не только сотрудникам организации, но и важнейшим партнерам и поставщикам.

Вышеупомянутой цели можно добиться, если на предприятии внедрено спе-циализированое программное обеспечение, которое поддерживает все значимые процессы предприятия. В этом может помочь внедрение концепции Product lifecycle management (PLM) или Управление жизненным циклом продукции (изделия).

Руководитель направления производственных решений компании СофтБаланс Максим Чеплин определяет PLM таким образом: «PLM - это подход (концепция), основанный на централизации всей информации об изделиях в едином информационном пространстве» [5].

PLM наиболее часто используется в машиностроении, авиастроении, кораблестроении и т.д., то есть в тех отраслях, где преобладает дифференцируемое производство, иными словами отдельные элементы производятся в разных местах, в отдельных случаях разными компаниями, которые могут находиться в разных странах. Данным производствам особенно важно уже на стадии проектирования учесть возможные проблемы, которые могут иметь место на различных этапах жизненного цикла продукции.

Понятие PLM тесно связано с понятием жизненного цикла продукции. В стандарте ISO 9004-1-94 дается следующее определение данного термина: «Жизненный цикл изделия (жизненный цикл продукции) -совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукта».

Интересным представляется также рассмотрение эволюции понятия PLM.

Зарождение концепции PLM датируется 80-ми годами XX века, когда компании,

которые были обеспокоены оптимизацией работы конструкторских отделов, с целью повышения эффективности их работы и управления конструкторскими документами начали использовать системы автоматизированного проектирования или Computer-Aided Design (CAD). При помощи данных технологий создавались технические чертежи, модели и структуры изделий, управление которыми долгое время составляло основу средств и технологий управления данными о продукте, или Product Data Management (PDM) [1, с. 65]. Иными словами, во времена своего зарождения концепция PLM была связана по большей части с проектированием продукции.

Однако постепенно росла потребность в интеграции информации конструкторского отдела и отдела технологической подготовки производства. Значительно расширился круг задач, связанных с управлением жизненным циклом изделия, за счет необходимости управления процессами изготовления, материально-технического обеспечения, реализации готовой продукции, монтажа, ввода в эксплуатацию, сервисного обслуживания, утилизации и переработки изделия по окончании полезного срока службы [1, с. 65].

Многообразие процессов жизненного цикла вывело управление информацией о продукте на уровень полномасштабного управления деятельностью предприятия и послужило основой для создания современного PLM-решения, ставшего стратегически обязательным для успешной коммерческой деятельности компании.

Схематично стадии жизненного цикла продукции, характерные для крупного современного предприятия, представлены на рисунке 1 [5].

PLM представляет собой комплексную систему, в которой объединены передовые опорные технологии и подходы, в том числе: системы управления данными об изделии (PDM), система автоматизированного проектирования (COD), выбор стратегических поставщиков, проверка и управление соответствиями и т.д. PLM пересекается с другими управленческими концепциями,

например, с планированием ресурсов пред- вок (SCM) и системой управления взаимоприятия (ERP), управлением цепями поста- отношениями с клиентами (CRM).

Монтаж и наладка

Техническая поддержка и обслуживание

Эксплуатация по назначен! по

Маркетннговые Проектирование « Планирование и —» Закупка

исследования продукта разработка процесса:

Продажа и распределение Упаковка и хранение 1 {роверка Производство или обслуживание

Послепродажная деятельность

Утилизация и(шш) переработка

Рис. 1. Жизненный цикл продукции

Внедрение PLM создает для предприятия новые возможности в различных сферах деятельности. Наиболее значимыми из них являются следующие [1, с. 66]:

- единый архив конструкторской и технологической документации о продукте;

- управление процессом создания и модификации рецептуры продукта и методики производства продукта;

- объединение всех участников процесса разработки;

- управление идеями и концепциями от возникновения до стадии производства;

- формирование проектных планов и сетевых графиков;

- определение потребности в материалах и ресурсах под проект;

- сбор всех данных по фактическому исполнению проекта;

- поддержка контроля качества как продукции, так и самого процесса производства и управления в компании;

- формирование и ведение единой базы обслуживаемого оборудования;

- сбор всей информации для обеспечения безопасности продукта (производимого, используемого, реализуемого).

Рассмотрим подробнее такой этап жизненного цикла продукции, как проектирование, уделив большое внимание понятию PDM.

PLM - это концепция, которую использует руководство предприятия для достижения каких-то целей (уменьшение себестоимости разрабатываемой продукции и

сокращения времени выхода на рынок новых изделий). PDM-система, в свою очередь, является инструментом поставленных в PLM-системе целей.

Если сравнивать с ручным проектированием, то в PDM-системе появляются две основные сущности [5]:

- электронная структура изделия

(ЭСИ);

- электронная технология изготовления (ЭТИ).

Основная идея заключается в том, чтобы конструкторы и технологи занимались разработкой именно ЭСИ и ЭТИ, а не, например, чертежей и маршрутных карт. В контексте PLM-концепции данные документы являются лишь конечной стадией проектирования (простой печатной формой) [5].

Стоит также отметить, что для конструктора будет важно тратить минимум времени на работу с деревом спецификаций в самой PDM-системе и максимум - на разработку непосредственно изделия в своей CAD pD-модель, электрическая схема и пр.).

Если PDM-система была правильно внедрена, то ускорение процесса проектирования при относительно «традиционных» способах проектирования будет значительным (в 2-3, а иногда и более раз) [5].

Создание PLM-системы на предприятии сопровождается внедрением специального программного обеспечения, предназначенного либо для всей организации, либо для отдельного производственного процесса.

Существует множество компаний, предлагающих PLM-решения. В качестве примера рассмотрим продукцию французской компании Dassault Systèmes.

Приложения для 3D-моделирования [4]:

- Catia - проектирование, оптимизация и разработка продукции, используемой в повседневной жизни;

- Solidworks - создание интегрированной трехмерной проектной среды;

- Geovia - моделирование и изучение планеты;

- Biovia - моделирование биосферы.

Приложения в области контента и

имитационного моделирования [4] :

- Sumulia - приложение для реалистичного моделирования, позволяющее изучать продукт в реальных условиях;

- Delmia - проектирование имитационной модели рабочей среды;

- 3DVIA - интеллектуальное решение по планированию помещений.

Приложения для поиска и управления информацией [4]:

- Netvibes - сбор и анализ данных в социальном контексте для автоматизации бизнес-процессов;

- Exalead - сбор, систематизация и доработка больших массивов данных.

Помимо этого, данная компания предоставляет услугу по внедрению технологий (Deployment Services).

Ряд компаний имеют опыт успешного внедрения данных технологий, некоторые из них представлены ниже.

Немецкой компанией Maritime offchore group были внедрены облачная платформа 3DEXPERIENCE и приложение CATIA, используемые для разработки морского решетчатого фундамента HEXABASE, и приложение ENOVIA - для управления данными [3].

Отечественной компанией Гражданские Самолеты Сухого была применена платформа 3DEXPERIENCE и приложение Dassault Systèmes не только для разработки уникальной, сложной конструкторской документации в 3D-моделях, но и для инженерного анализа, управления спецификациями и допусками для 3D-моделей, моде-

лирования эргономики, создания и развития базы знаний [3].

Из отечественных компаний, предоставляющих PLM-решения, стоит упомянуть 1С Программный продукт «1С: PDM» при интеграции с типовой конфигурацией «1С: Управление производственным предприятием 8» позволяет создать на предприятии полноценную PLM-систему.

Одним из примеров успешного применения данного программного обеспечения можно считать компанию «Усть-Каменогорский арматурный завод» [2]. Рассмотрим подробнее внедрение концепции PLM и соответствующего профильного софта на данном предприятии.

Деятельность данного предприятия заключается в проектировании, разработке, производстве и поставке трубопроводной арматуры и нефтегазопромыслового оборудования [2]. С 2009 г. на предприятии было предприняты три попытки внедрения данной концепции, первые две можно охарактеризовать незавершенностью и отсутствием ожидаемой отдачи, причины их неудачи представлены ниже.

Причины первого провала заключались в следующем [2]:

- спонтанное решение о внедрении целой комплексной PLM-системы при отсутствии внутренней потребности в данном продукте;

- отсутствие проектного подхода;

- возраст и личные качества ответственных руководителей.

Но были и плюсы данного опыта [2]:

- сотрудники получили опыт в обращении с данным программным обеспечением;

- некоторые из сотрудников оказались ответственными и прогрессивными, а некоторые проявили диаметрально противоположные качества, что позволило, во-первых, сформировать будущую команду проекта, а во-вторых, наметить кандидатов на сокращение.

Ко второй попытке был применен проектный подход: был назначен руководитель проекта, который набрал команду из самых компетентных сотрудников конст-

рукторско-технологического управления (далее КТУ) и ^-отдела, затем была оценена причина предыдущего «недовнедрения» и разработан план внедрения. Периодически проводились совещания, где оценивались результаты проделанной работы и по их итогу составлялся отчет, предоставляемый руководству компании [2].

Однако система вновь не смогла принести ожидаемого эффекта, и этому сопутствовали следующие причины:

1) ограниченность функционала и нестабильность работы выбранной PLM-системы;

2) некомпетентность руководителей среднего звена, переходящая в откровенный саботаж;

3) недостаточная вовлеченность руководства завода, недоверие и нежелание делегировать ответственность;

4) психологическая отстраненность сотрудников КТУ и соответствующих бизнес-процессов от смежных процессов остального предприятия.

Не обошлось и без плюсов [2]:

1) большинство сотрудников научились работать в автоматизированной системе;

2) работники Н-отдела и все члены рабочей группы внедрения наработали неоценимый опыт;

3) самые откровенные саботажники были уволены.

4) были четко сформулированы требования к искомой PLM-системе.

В 2013 г. была проведена третья, на этот раз успешная попытка внедрения. По результатам анализа имеющихся на рынке решений было выбрано программное обеспечение «1С: PDM Управление инженерными данными». Работоспособность данного программного обеспечения (ПО) была опробована на контрольном примере, а именно была передана предварительно очищенная от заводских «ноу-хау» бумажная документация, и спустя месяц была назначена презентация для расширенного состава рабочей группы внедрения [2].

Далее были выбраны сотрудники, направляемые на обучение (30% состава КТУ) и подготовлен список практических вопро-

сов. Обучение проводилось на том самом предварительно введенном контрольном примере, поэтому не вызывало непонимания. Также на занятиях акцентировалось внимание на недостатках имеющейся конст-рукторско-технической документации, их разбор, критичность и способы устранения.

Вновь сформированная рабочая группа внедрения определила «контрольные» изделия, которые должны быть внесены в базу 1С: PDM первыми и на примере которых будут обучены все остальные сотрудники КТУ. Был составлен график наполнения 1С: PDM этой информацией и, как и раньше, еженедельно, сотрудники рабочей группы собирались, чтобы оценить ход работ, разобраться с выявленными проблемами, наметить пути их решения [2].

Генеральным директором завода Андреем Кандинским активно была разработана система мотивации, текущие проблемы регулярно обсуждались с руководителем проекта. В целом процесс разработки конст-рукторско-технологической документации (КТД) в новой информационной системе потребовал перестройки положенного в его основу бизнес-процесса взаимодействия конструкторов и технологов - как между собой, так и внутри профильных бюро соответствующих отделов КТУ. Эта работа велась руководителями подразделений КТУ совместно с руководителем проекта и дирекцией по качеству, в результате чего были актуализированы рабочие документы и инструкции, в том числе в системе менеджмента качества завода [2].

В общем, когда в систему была введена информация по двум единицам каждого из пяти видов изделий, выпускаемых заводом (а именно это и являлось первой ключевой точкой для оценки завершения проекта), когда были доработаны имеющиеся и разработаны собственные «отчетные» формы, когда большинство критических ошибок и в самой технической документации, и в работе прикладной системы были выявлены и устранены, систему «1С: PDM Управление инженерными данными» решено было передать в промышленную эксплуатацию и тем самым считать и этот проект, и много-

летнюю эпопею успешно завершенными [2].

Подводя итог всему вышесказанному, можно сформировать следующие аспекты процедуры внедрения концепции PLM:

Наибольший смысл вводить систему PLM имеет на предприятиях, которые уже производят или собираются производить продукцию собственной разработки. В организационной структуре данных организаций желательно наличие специализированного отдела (конструкторское бюро, КТУ и т.д.) и ИТ-отдела.

В целом наиболее перспективным для внедрения в данной сфере является ПО, предоставляемое компанией 1С, по причине наличия более широкого ассортимента обучающих русскоязычных курсов и большего числа людей, разбирающихся в работе с данной платформой на территории СНГ. Но в некоторых частных случаях лучшим представляется выбор PDM-решений других организаций, в большей степени удовлетворяющих потребности компаний в связи со спецификой деятельности.

На основе рассмотренного ранее опыта внедрения PLM-системы на предприятии «Усть-Каменогорский арматурный завод» можно предложить перечень следующих мероприятий, которые стоит провести непосредственно перед внедрением концепции PLM:

1) создание проектной группы, в которую входят наиболее «продвинутые» сотрудники конструкторского отдела и ИТ-отдела;

2) составление перечня требований к вводимой PLM-системе;

3) анализ предложения профильного программного обеспечения на рынке и выбор наиболее оптимального варианта;

4) ознакомление проектной группы с основами работы с PLM-решениями, включая проведение мероприятий по контролю полученных знаний;

5) составление плана по внедрению данной концепции.

Проведение данных подготовительных мероприятий позволит избежать ряда сложностей, которые могут возникнуть непосредственно при внедрении.

Возможности, которые предоставляет PLM, обеспечивают потребности любого крупного предприятия в сфере управления разработкой, внедрением, производством, обслуживанием и последующей утилизацией сложных изделий. Использование PLM является необходимым условием для успешного функционирования крупных предприятий с дифференцированным производством.

Однако стоит отметить, что на рынке существует множество PLM-решений для производства изделий повседневного использования, что свидетельствует о том, что концепция PLM может применяться отечественным малым и средним бизнесом. Это будет способствовать росту конкурентоспособности за счет более качественного управления информацией на всех этапах жизненного цикла продукции и позволит разрабатывать и выпускать более качественную продукцию.

Литература

1. Железнякова М.С. Концепция PLM -управление жизненным циклом продукта // Приволжский научный вестник № 11(51). -2015. - 127 с.

2. Золотарёв Б. To PLM or not? Рассказ о внедрении КИС на Усть-Каменогорском арматурном заводе // Ежемесячный журнал «САПР и графика». - 2015. [Электронный ресурс]. - URL: http://sapr.ru/issue/ 1151 (дата обращения: 09.09.2017).

3. Истории клиентов // Dassault Systèmes [Сайт]. [Электронный ресурс]. -URL: https://www.3ds.com/ru/istorii-klientov/ (дата обращения: 26.09.2017).

4. Продукты и услуги [электронный ресурс]. // Dassault Systèmes [Сайт]. [Электронный ресурс]. - URL: https://www.3ds. com/ru/produkty-i-uslugi/ (дата обращения: 26.09.2017).

5. Чеплин М. Внедрение концепции PLM на производственных предприятиях -модная тенденция или необходимость? // Управление производством [Электронный ресурс]. - URL: http://www.up-pro.ru/library/ information_systems/project/plm-koncepciya. html (дата обращения: 18.09.2017).