В первой декаде июня группа компаний АСКОН провела традиционный форум «Белые ночи САПР». Сквозная тема мероприятия – цифровизация в машиностроении, в том числе на предприятиях ОПК. Форум прошел в смешанном формате: за выступлениями, презентациями и обсуждением докладов можно было следить в конференц-зале и онлайн. Один из выводов по итогам мероприятия состоит в том, что актуальность цифровизации не вызывает сомнений. Вопрос в том, как перейти на цифровые технологии, в частности отечественные, оперативно, избежав неоправданных рисков и расходов.
Программа мероприятия была составлена так, чтобы представители ГК «АСКОН», предприятий, сделавших выбор в пользу отечественных программных продуктов – инженерного ПО, рассказали о приоритетах развития в условиях постоянных изменений, трудностях выбора инструментария, поделились опытом его применения.
Позитивная динамика
Результаты работы «АСКОН» и консорциума «РазвИТия» по созданию отечественного импортонезависимого PLM-комплекса представил генеральный директор АСКОН Максим Богданов.
Топ-менеджер отметил, что за прошлый год компания выросла почти на 20%: «Нельзя сказать, что мы сохранили динамику, явно потеряли что-то. Динамику, которую ждали в прошлом году, показываем сегодня. За минувшие пять месяцев 2021-го рост превысил 40%. Надеемся сохранить этот показатель и в будущем».
Один размер подходит не всем
Сквозная тема выступления не только Максима Богданова, но и его коллег по консорциуму – обновление дорожной карты создания продуктов в области машиностроения. На протяжении нескольких десятков лет компания развивала решения в этой сфере по лекалам из мира моды – один размер подходит всем. В начале 2000-х решения стали адаптировать к требованиям заказчиков в рамках проектов внедрения.
В 2011–2014 гг. АСКОН в партнерстве с РФЯЦ-ВНИИЭФ участвовал в проекте создания типовой информационной системы ядерно-оружейного комплекса. В истории компании это первое отраслевое решение – программный продукт дорабатывали на основании требований конкретного заказчика.
Важным этапом на пути разработки отраслевых (иногда их называют вертикальными) решений топ-менеджер назвал создание консорциума «РазвИТие». Ведущие отечественные разработчики отечественного инженерного ПО объединились вокруг идеи создания сквозного PLM-решения для выполнения задач предприятий в рамках импортозамещения и перехода на отечественные продукты.
Входящие в объединение компании намерены развиваться вокруг своих программных инструментов, хорошо зарекомендовавших себя на рынке. Наряду с общими целями и идеологией объединяющим элементом для компаний консорциума является геометрическое ядро C3D. Для разработки программных продуктов используются разные его компоненты.
Очередным шагом на пути создания отраслевых программных инструментов стала выработка стратегии развития решений консорциума в области машиностроения. Впервые об этом было объявлено в 2019 г. на форуме «ИТОПК» в Екатеринбурге. В том же году появилось сквозное PLM-решение «РазвИТие 2.0», отдельные элементы которого были увязаны в том числе с помощью ядра C3D.
В 2020 г. в консорциуме проанализировали, насколько предлагаемые продукты соответствуют концепции управления полным жизненным циклом изделия, включая этапы его эксплуатации, утилизации, и приняли решение о расширении «РазвИТия». Новыми технологическими партнерами объединения стали «СИГМА Технология», «Си Проект» и «Ладуга». Компании предлагают решения для логистической поддержки, разработки технических электронных руководств и выполнения оптимизационных многокритериальных расчетов. Таким образом, сегодня продуктовая линейка консорциума охватывает основные этапы управления жизненным циклом изделия.
Смена этапов развития решений
В 2020 г. консорциум завершил общемашиностроительный этап развития своих решений и сосредоточился на разработке программных инструментов, учитывающих отраслевую специфику заказчиков.
Продолжается работа над решениями для проектирования сложных изделий. Компания анонсировала выход первого поколения продуктов, в которых реализованы отраслевые запросы и потребности конкретных заказчиков.
Обновление дорожной карты
На форуме рассказывалось об изменениях в дорожной карте развития, представленной в 2019 г. Предпосылками для ее обновления послужили несколько факторов: уточнение государством отраслевых стратегий развития (в частности, обрабатывающей промышленности), опыт работы компании с функциональными заказчиками будущих целевых сегментов (например, авиастроение, судостроение, газотурбины), обобщение результатов работы ГК АСКОН и консорциума.
Важную роль играет также влияние требований информационной безопасности на деятельность предприятий ОПК. (В последнее время все более актуальным становится перевод инженерных программных продуктов на независимые операционные системы (Linux), повышается значимость облачных технологий.
Накопившиеся изменения, обусловленные различными процессами, отобразили в единой дорожной карте, структурированной по годам с учетом отраслевой специфики (с указанием логотипов – символов корабля, самолета и т. д.).
Наряду с базовыми отраслями, такими как двигателе-, авиа- и судостроение, составлены планы развития решений и для ряда субсекторов. В прошлом году в России была утверждена стратегия развития радиоэлектронной промышленности (РЭП). В компании обобщили опыт взаимодействия с предприятиями РЭП, результаты работы в рамках консорциума «Базис», объединяющего разработчиков электронной компонентной базы, представителей предприятий электронного машиностроения, сообщества разработчиков САПР, профильных вузов. (В 2021 г. ГК «АСКОН» выступила соучредителем консорциума «Базис».) Все это учли при оформлении дорожной карты решений для РЭП.
Еще один обновленный блок – направление инженерных расчетов. По мере распространения концепции цифрового двойника повышается значимость решений для управления жизненным циклом инженерных расчетов. С переходом к отраслевым стратегиям развития роль САЕ-решений возрастает. Чем сложнее изделие, тем важнее его соответствие установленным требованиям. В соответствующей дорожной карте блоки «прочность» и «гидрогазодинамические расчеты» объединены блоком «мультифизические расчеты». Консорциум предлагает инструмент для решения задач взаимодействия конструкции и среды. На рынке нет аналогов этого решения, утверждают представители «РазвИТия».
На форуме анонсировали выпуск в текущем году решения для проектирования сложных изделий. В стадии разработки программные инструменты для выпуска сложнейших изделий.
Отраслевые версии программных продуктов предназначены для предприятий авиа- и судостроения. Дорожная карта их развития составлена на период до 2023–2025 гг.
Элементы инженерной триады
О предпосылках появления новых направлений в дорожной карте шла речь и в выступлении руководителя спецпроектов компании «АСКОН» Павла Щербинина. По мере усложнения изделий нарастают трудности их проектирования. Многокомпонентные узлы будущего изделия входят в разные взаимодействующие между собой системы. Конструктор вынужден учитывать уровень непредсказуемости, чтобы на ранних этапах проектирования понять, как та или иная корректировка отразится на поведении изделия. А возможные изменения конструкции открывают ящик Пандоры. Прогнозировать результат с помощью классических методов проектирования невозможно.
При проектировании сложной продукции требуется менять не только инструменты, но и подходы к этому процессу. В частности, рекомендуется использовать системно-инженерный подход, который докладчик представил в виде инженерной триады. Первый ее компонент – системная архитектура («есть у каждого изделия, но не всегда задокументирована»). Чаще всего ориентируются на архитектуру, которая опирается на наделы, опыт и наработки. Требования к архитектуре, к сожалению, не анализируются и не накапливаются. Цель системной архитекторы – идентифицировать и снизить риски при создании сложных систем. Их можно свести к минимуму путем декомпозиции сложной системы на подсистемы и компоненты, которые прошли верификацию.
Проектирование начинается не с создания чертежа. Еще до появления геометрических очертаний надо понять, как физические процессы протекают внутри изделия, как взаимодействуют системы и как будущее изделие будет взаимодействовать с внешней средой. Для этого предназначен второй компонент триады – методы 1D-моделирования и анализа. Третий компонент системно-инженерного подхода – система управления требованиями, на которых базируется проектирование любой сложной продукции. В условиях кооперации, распределенных производственных площадок сложность управления требованиями только возрастает.
Чтобы удовлетворить требования, предъявляемые заказчиком, применяется методика управления качеством продукции. Методика, которая нашла отражение в отечественных ГОСТах, позволяет на разных стадиях жизненного цикла изделия зафиксировать, декомпозировать и верифицировать требования.
Еще одно изменение в парадигме проектирования обусловлено использованием динамической структуры на основе применяемости. («Вопрос для конструктора, что было с изделием на конкретную дату, что будет, если поменять входящие элементы».). В следующем году АСКОН планирует развивать это направление – переходить к формированию динамических структур по опциям и вариантам. Конструктор сможет выбирать опции и модель будущего изделия («как в интернет-магазине»), и вся сопроводительная документация будет формироваться на лету. По словам Павла Щербинина, применение классических подходов к проектированию сложных изделий не позволяет выпускать конкурентную продукцию.
Проведение цифровых испытаний и расчетов – еще одно требование к созданию сложных изделий, которые проектируются в разных средах. Для использования вычислительных мощностей в режиме 24/7 необходимо создание спецсистем управления расчетами и виртуальными испытаниями (SPDM).
При обновлении дорожной карты учитывалась также обратная связь. Одно из пожеланий 2020 г. было связано с работой в распределенных низкопроизводительных сетях (например, общего пользования при удаленной работе сотрудников). Чтобы нивелировать возникшие трудности, компания выпустила новые версии программных продуктов, которые нацелены на работу в таких сетях. В следующем году планируется наращивать функционал этих инструментов, чтобы обеспечить работу с бизнес-процессами, которые запущены на разных площадках и управляются из общего центра.
В презентациях и выступлениях на форуме эксперты представили и другие новинки PLM-решения, в частности, методики проектирования в мультиCAD среде, инструменты для моделирования и анализа сложных поверхностей.
Тандем разработчика и заказчика
Развитие решений с учетом отраслевой специфики невозможно без совместной работы с функциональными заказчиками, представляющими машино-, авиа-, судостроение и т. д. В компании должны быть специалисты-практики, которые говорят с заказчиком на одном языке. Создавая отраслевое решение, компания-разработчик развивает базовые продукты. Дальнейшее их совершенствование продолжается в отраслевых специальных версиях.
Актуальность этих тезисов проиллюстрировали в своих выступлениях представители компаний-заказчиков, которые охотно делились на форуме опытом внедрения решений «АСКОН».
Директор по информационным технологиям – начальник отделения 800 АО «ОДК-Авиадвигатель» Кирилл Пименов рассказал о характере и особенностях взаимодействия разработчика ПО и функционального заказчика. Говоря о функционале PLM-системы, он отметил, в частности, возможность конфигурирования структуры изделия в привязке к определенной продукции.
Большое внимание в докладе было уделено проекту импортозамещения (дорожная карта его реализации составлена на период до 2025 г.). Перед специалистами «ОДК-Авиадвигатель» стоят задачи по мониторингу отечественных аналогов применяемого на предприятии импортного ПО, взаимодействию с разработчиками с целью доведения программных инструментов до уровня, допускающего замещение, а также по формализации требований к решениям. В настоящее время отечественные решения не могут рассматриваться в качестве замены импортного ПО в полном объеме. Только кооперация промышленных предприятий и разработчиков ПО даст реальный результат доведения отечественных решений до конкурентоспособного уровня.
Выполненные пилотные проекты показали возможность реализации процессов предприятия в ПО консорциума «РазвИТие». Подписано соглашение о стратегическом сотрудничестве «ОДК-Авиадвигатель» со всеми участниками консорциума, сформулированы первичные требования к программным решениям, сформирована экспертная рабочая группа, составлены планы обучения экспертов. На предприятии развернут тестовый полигон с демоверсиями программного комплекса для отработки процедур интеграции и обмена данными с решениями консорциума. Доступ к полигону есть у всех участников «РазвИТия».
Начальник расчетно-исследовательского отделения «Конструкторское бюро специального машиностроения» Дмитрий Щеглов заострил внимание на злободневных вопросах цифровой трансформации интегрированных структур ОПК. Доклад «На пути к электронным подлинникам», с которым выступил начальник ИТ-отдела ОКБ «Факел», разработчика двигателей для космических аппаратов («Роскосмос») Михаил Стариков, был посвящен задачам, связанным с преодолением организационных и технических ограничений.
Участники форума неоднократно подчеркивали, что у каждой отрасли свои особенности проектирования и подготовки производства, обусловленные спецификой повышенные требования к отдельным программным инструментам. Например, требования авиапрома к PLM-решениям считаются одними из самых высоких в промышленности. Методы проектирования в этой сфере задают тренды для других высокотехнологичных отраслей. Поэтому решение задач заказчика возможно только при условии, если сформулированные им функциональные требования будут учитываться разработчиками еще на этапе создания программных продуктов, выбора соответствующих технологий и методик.
