Повышение эффективности поддержки жизненного цикла изделий за счет использования интерактивных электронных технических руководств

В настоящее времени полная поддержка жизненного цикла (ЖЦ) продукта является важной составляющей конкурентоспособности и эффективности любого промышленного предприятия.

Информационные технологии значительно повышают эффективность полной поддержки ЖЦ изделия за счет широкого использования: системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированной системы планирования на производстве (АСП), автоматизации производства, управления данными об изделии (УДИ) и другие. Вся работа должна проводиться в рамках единого информационного пространства для наиболее эффективного функционирования подразделений предприятия.

Подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоемкой продукции, который заключается в использовании информационных технологий на всех этапах ЖЦ изделия, называется информационной поддержкой жизненного цикла изделия.[2]

За счет постоянного информационного обеспечения, нужно предоставить единообразные методы управления процессами и взаимодействие всех участников ЖЦ: заказчиков, поставщиков, производителей, эксплуатантов и ремонтного персонала.

Современные требования практически ко всем конструкторским, технологическим, эксплуатационным и ремонтным документам постепенно развиваются от выпуска бумажных документов до выпуска электронных документов и даже интерактивных документов. Эта тенденция объясняется общим развитием технологий и не ограничивается машиностроительной промышленностью.

Каждая компания должна думать о развитии и поддержке таких документов для обеспечения эффективного развития.

Процесс разработки и сопровождения таких документов требует специальных подходов и методик.

Одним из таких подходов является интегрированная логистическая поддержка (ИЛП). ИЛП - это интегрированный итеративный процесс для разработки материально-технического обеспечения и стратегии поддержки, которая оптимизирует функциональную поддержку, использует существующие ресурсы и направляет процесс системного проектирования для количественной оценки и снижения стоимости жизненного цикла и уменьшения площади логистики, облегчая поддержку системы. Эта разработка и сопровождение эксплуатационной и ремонтной документации является одним из основных направлений деятельности, концепции ИЛП.

Целью данной деятельности является предоставление заказчикам технической документации (преимущественно в электронном виде), который регулирует осуществление эксплуатации и ремонта продукции, а также информационно-логистическое обеспечение.

Потребитель является полноправным участником ИЛП на этапе эксплуатации, поэтому производитель должен предоставить потребителю продукт с полной информационной поддержкой. Эксплуатационная документация (ЭД) используется в качестве средства информационной поддержки на данном этапе.

В настоящее время одной из основных проблем процесса поддержки единого информационного пространства на стадии эксплуатации является сложность разработки, поддержка и восприятие ЭД, которая ведется в традиционной бумажной форме. Таким образом, существует тенденция в промышленности для создания электронной ЭД, которая значительно легче воспринимается потребителями и которую легче поддерживать в актуальном состоянии.

ЭД включает в себя текстовые, графические и мультимедийные проектные документы, которые индивидуально или коллективно позволяют ознакомиться с продуктом и определить правила эксплуатации продукта.

ЭД может быть сформирована из бумажной конструкторской документации и/или цифровая конструкторской документации. Электронная ЭД может быть в форме интерактивной электронной документации. Интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР) - это общее название согласованного набора эксплуатационных документов, выполненные в виде интерактивной электронной документации и обычно содержащиеся в единой базе данных. [4]

При разработке ИЭТР возникает проблема поддержания актуальности, поскольку развитие интерактивной документации сложнее, чем традиционной. Таким образом, существует цель создания комплексной автоматизации и мультимедийного наполнения контента ИЭТР, а также цель полного перехода к разработке ЭД сразу как ИЭТР и получение данных для разработки и поддержки непосредственно из информационных и ассоциативных 3D-моделей, которые хранится на предприятия.

В то же время необходимо определить область рационального использования ИЭТР. Использование ИЭТР - это не всегда оправдано. [1]

Для наиболее точного определения области рационального применения разработанной технологии необходимо проанализировать основные составляющие себестоимости процесса разработки и сопровождения эксплуатационной документации разных видов.

ЭД состоит из модулей данных. Модуль данных (МД) представляет собой набор взаимосвязанной технической информации о работе продукта, относящийся к конкретным темам и не допускающий их дальнейшего разделения на составные части, в которых содержится текст и мультимедийный контент.

Е й.1 МД =эд                           (1)

где N-общее количество модулей данных.

Рассмотрим:

• Е 1    - это затраты на разработку традиционных бумажных ЭД;

• Е₂    - затраты на разработку ИЭТР с использованием общей базы данных;

E 1^3D - это затраты на разработку традиционного ЭД с использованием 3D-моделей;

E₂ ^3d - это затраты на разработку ИЭТР с использованием общих БД и 3D-моделей;

• Е₃  - затраты на разработку ИЭТР с использованием единого

информационного пространства и ассоциативных 3D-моделей.

Стоимость разработки аналогичного ИЭТР с использованием общей БД, принимает вид[3]:

Е 1 = ^S МД ^Е К =0 ¹ i                        ⁽²⁾

где S_М Д это средняя стоимость разработки модуля данных;

n i E N - общее количество МД ЭД в i-й модификации изделия; К – количество модификаций.

Затраты на разработку ИЭТР с использованием общей БД имеют вид[3]:

Е 2 = S мд х п о + S мд х Е К =1 ^ i - S мд х ^ К=1 (п i х L i )         (3)

где n0 – количество МД в базовой модификации продукта;

L i E R - доля МД в i-й модификации изделий, заимствованных из основного изделия (степень унификации):

L i = Т                                    (4)

где m _i – сумма заимствованного МД из базового продукта в i-й модификации продукта.

Предположим, что:

• -    среднее число МД n не изменяется для всех модификаций продукта.

• -    степень унификации L одинакова в среднем для всех моделей.

Получим:

Е 1 = S МД х n х (1+К)                        (5)

Е 2 = S МД х n х (1 + К - К х L)                    (6)

где n E N - среднее число МД в ЭД всех модификаций продукта в пределах одного типа продукта;

L E R - средняя доля заимствования МД из базовой модификации ЭД.

Рассмотрим затраты на разработку ЭД с использованием 3D-моделей.

Разложим среднюю стоимость разработки МД на составляющие:

S МД = S ^P МД + S ^3D МД                       (7)

где S^P_М Д – это стоимость компонента МД, содержащего текст и другие данные, не связанные с 3D моделями;

S^3D_М Д – стоимость компонента МД, содержащего мультимедиа и другие данные, связанные с 3D-моделями.

Поскольку мультимедийный контент создается автоматически, затраты не должны учитываться в стоимости ЭД. Но не нужно пренебрегать ею, поскольку она вносит значительный вклад.

Получаем:

Е3D1 = (1 - µ) х SМД х n х (1 + К)(8)

Е3D2 = (1 - µ) х SМД х n х (1 + К – К х L)(9)

где µ∈ R  - средняя доля затрат в МД на мультимедийные данные, созданные на основе 3D-моделей:

S ^3DМД

µ =(10)

S МД

Рассмотрим затраты на разработку ИЭТР с использованием ассоциативных 3D-моделей и единого информационного пространства:

Е3 = (1 - µ) х SМД х n х (1 + К – K х L)(11)

Таким образом, затраты на разработку ИЭТР с использованием единого информационного пространства и ассоциативных 3D-моделей (11) равны затратам на разработку ИЭТР с использованием общих БД и 3D-моделей (9). Однако следует отметить, что есть преимущества использования ассоциативных 3D-моделей:

• -    упрощение разработки мультимедийного контента для заполнения МД;

• -    повышение качества ЭД;

• -    автоматическое / автоматизированное обновление мультимедийных данных на основе ассоциативных 3D-моделей.

Следовательно, одним из преимуществ использования ассоциативных 3D-моделей является снижение затрат на изменение документов.

Следует отметить, что предприятия начали разработку ЭД сразу в виде интерактивных электронных документов с использованием 3D-моделей.

Поэтому в будущем стоит задача реализовать современную систему разработки интерактивных документов и поддержки документов во время ЖЦ. В то же время обеспечение сохранения уровня затрат на разработку и улучшает качество интерактивной электронной документации.