Читать книгу Секреты успешных НИОКР - Виктор Юрьевич Николенко - Страница 7

Конфигурацией системы, изделия или программного обеспечения называют комплекс функциональных и физических характеристик изделия, зафиксированных в документах требований и конструкторской документации. Под функциональными характеристиками понимаются показатели эффективности функционирования изделия, то, что интересует пользователя, эксплуатанта, покупателя: дальность поездки автобуса, количество перевозимых пассажиров, топливная эффективность, и др. Под физическими характеристиками изделия понимается информация, необходимая для его изготовления: состав изделия, размеры, допуски и посадки, материалы, шероховатости, а также требования конструктивных ограничений.

Описание конфигурации системы включает базовые данные, утвержденный состав изделия. Ведется контроль версий, так как конфигурация может изменяться на разных стадиях жизненного цикла изделия. Каждая подсистема будет выполнять функцию или набор функций системного уровня, перечисленных в базовой версии. С момента выбора архитектуры эти подсистемы будут называть конфигурационными элементами (КЭ). В общем случае, история КЭ документируется и отслеживается на протяжении всего жизненного цикла системы, ее проектирования, производства и использования. Целью процесса управления конфигурацией является обеспечение того, чтобы любые изменения в конструкции, производстве или использовании КЭ не изменяли и не ухудшали его способность удовлетворять функциональным требованиям.

В процессе распределения функциональных требований по разным КЭ нужно гарантировать, что каждое требование будет выполняться, по крайней мере, одной из подсистем или КЭ. Полученные распределения отображаются в виде «матрицы прослеживаемости требований». Некоторые функциональные требования являются общей ответственностью нескольких КЭ. Например, масса автомобиля является суммой масс всех КЭ. Если масса любого из них изменяется, то изменяется и общая масса автомобиля.

Ниже перечислены базовые варианты конфигурации, которые обычно контролируются в программе или проекте.

• Функциональный базовый вариант представляет исходную утвержденную документацию по конфигурации, в которой зафиксирована физическая архитектура системы на основе требований к производительности системного или верхнего уровня конфигурационного элемента (КЭ), функциональные возможности и характеристики интерфейса.

• Распределенный базовый вариант «как спроектировано» содержит утвержденную конструкторскую документацию для разрабатываемого КЭ, которая описывает функциональные характеристики, производительность и свойства интерфейса.

• Базовая версия продукта «как испытано» включает утвержденную техническую документацию, описывающую конфигурацию КЭ по результатам валидации на этапах производства, ввода в эксплуатацию и послепродажной поддержки его жизненного цикла.

На всех этапах разработки и эксплуатации систем необходимо наличие электронной документации по конфигурации с целью отслеживания, сравнения вариантов и ведения управления и изменений.

Частным случаем управления конфигурацией является проведение изменений в проекте. Изменением называют модификацию ранее согласованных продуктов и услуг, сроков исполнения и стоимости работ, управленческих и технологических процессов, и т. п. Правила внесения изменений в конструкцию изложены в ГОСТ 2.503—2013. Решения об изменениях проекта принимают, если в процессе проектирования выявлены места, где конструкция неудовлетворительна из-за невыполнения функций, сборки, обслуживания или внешнего вида. Некоторые изменения неизбежно происходят на разных этапах процесса проектирования. Причинами являются изменения требований клиентов, изменения в технологиях и ресурсах, и так далее. На более поздних фазах разработки, таких как этап рабочего проектирования, небольшое изменение в спецификации системы может оказать значительное влияние на всю систему. Следует определять причины изменений как можно раньше. Чем позже в проекте происходят изменения, тем дороже они становятся. Необходимо соблюдать надлежащую процедуру контроля изменений, чтобы свести к минимуму воздействие на всю разработанную систему. Одной из задач руководителя проекта является минимизация количества изменений конструкции для каждой подсистемы.

Общие данные программы, то есть многообразие видов используемой информации, можно разделить на технические данные, программное обеспечение, управленческую и финансовую информацию. Информацией называют организованные данные, которые имеют значение и ценность для получателя. В каждом проекте или программе должны быть определены наборы ключевых технических данных, используемых в течение жизненного цикла системы. Их основу составляют полные сведения о продукте, включая определение требований, конструирование, испытания, производство, упаковку, хранение, эксплуатацию, обслуживание, модификации и утилизацию продукта. Текущая версия конфигурации также входит в технические данные. ГОСТ Р 58675—2019 «Автоматизированная система управления данными об изделии. Общие требования» включает полезные рекомендации по составу информации.

Технические данные о продукте можно подразделить на три группы, информацию по определению продукта, по эксплуатации продукта, и иную, связанную с продуктом. На всех этапах жизненного цикла необходимо хранить объемные массивы исходных данных, результаты расчетов и верификационные отчеты. Для каждой создаваемой системы или изделия основным носителем информации и источником технических данных сегодня является электронная модель изделия (ЭМИ). Наличие такого объекта облегчает поддержку в эксплуатации, аккумулируя реальную информацию о наработке узлов и агрегатов, составе и ресурсе ПКИ, для парка, состоящего из десятков или сотен изделий, в том числе эксплуатируемых за рубежом. Наличие базы цифровых двойников (моделей изделия и его частей) позволяет быстро проводить при необходимости различные расчеты, например, оценивать остаточный ресурс деталей в эксплуатации при наличии повреждений или коррозионного износа.

Интегрированный объем технических данных об изделии можно классифицировать в соответствии с этапами его ЖЦ.

• Конструкторские данные, появляющиеся в процессе проектирования и разработки изделия. Включают сведения о составе изделия, его геометрических моделях, компонентах и их технических характеристиках, об их отношениях в структуре изделия, ЭМИ, сертификационные данные, результаты расчетов и моделирования, допуски на изготовление деталей.

• Технологические данные, формируемые на стадии технологической подготовки производства. Содержат материальные спецификации, сведения о способах изготовления и контроля изделия и его компонентов в процессе производства, в том числе входного контроля покупных изделий и материалов. Включают описание маршрутных и операционных технологий, норм времени и расхода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ, данные проектирования приспособлений, режущего и мерительного инструмента.

• Производственные данные, включая сведения о статусе конкретных экземпляров изделия и его компонентов в производственном цикле, перечни ПКИ, цепочки и графики поставок, данные по их монтажу во времени и пространстве, последовательность сборки компонентов и финальной сборки изделия.

• Данные о качестве, порождаемые на всех этапах контроля. Содержат сведения о степени соответствия экземпляров изделия и его компонентов заданным техническим требованиям, техническим условиям, требованиям стандартов, нормативно-технических документов системы качества.

• Руководства по эксплуатации и обслуживанию, содержащие сведения, необходимые для нормальной эксплуатации, организации обслуживания, ремонта и других действий, обеспечивающих работоспособность изделия, а также документы и руководства по эксплуатации и ремонту.

Данную информацию приходится актуализировать в эксплуатации, при ремонте или модернизации системы. Важно правильно выстроить стратегию продвижения корпорации по уровням цифровизации для получения положительного баланса между затратами и приобретениями.

Сегодняшний этап цифровизации (развития компьютерных технологий и связанных с этим сфер деятельности) часто называют «цифровой индустрией 4.0». Его характеризуют, например, следующими признаками (зависит от источников информации).

1. Компьютеризация для цифрового управления всеми основными компонентами производства.

2. Сетевое взаимодействие между компонентами.

3. Создание цифрового отображения или «виртуального двойника» предприятия (визуализация бизнес-процессов).

4. Прозрачность цифрового отображения аналитических систем с так называемыми «большими данными».

5. Прогнозирование.

6. Адаптивность бизнеса к изменяющимся внешним условиям.

Можно представить упрощенный вариант трехуровневой схемы иерархии информационной системы предприятия. На первом (верхнем) уровне расположен блок-интегратор бизнес-процессов, например, интеллектуальной системы управления предприятием (Intellectual Enterprise Management). На втором уровне логично расположить три обеспечивающих блока бизнес-процессов, связывающих первый (управленческий) уровень с третьим, нижерасположенным, производственным уровнем. Например, закупки и логистику, управление конфигурацией, управление знаниями. На третьем, фундаментном, уровне расположены три основных производственных направления организации: конструирование, производство и послепродажное обслуживание. Важным преимуществом построения такого «информационного дерева» является наличие на рынке альтернатив всего набора программного обеспечения для перечисленных блоков. Предложенное дерево возможно наращивать в разных направлениях, опять же в зависимости от структуры бизнес-процессов организации, их необходимой детализации, и др.

При формировании цифрового предприятия можно обратиться к сайту Министерства цифрового развития РФ. Там в дополнение к паспорту федерального проекта «Цифровые технологии» программы «Цифровая экономика» приведена дорожная карта по развитию «сквозной» цифровой структуры «Новые производственные технологии». Главной целью направления цифровизации не должны являться дорогостоящие развитие и смена версий программного обеспечения, это только часть бизнеса компании, обеспечивающая быстрое и качественное функционирование его компонентов, которая должна окупаться в процессе использования цифровых инструментов.