Предыстория
Исходя из требований к скорости и качеству проектирования и строительства изделий морской техники, задача, решаемая проектантом, должна сводиться к формированию цифрового двойника судна и передаче полного набора инженерных данных в производство.
Традиционно при разработке проектов судов конструкторские бюро опирались строго на свой опыт и свои цели. В условиях закрытости разработанное собственными силами программное обеспечение решало исключительно задачи конструкторских подразделений конкретного проектанта, а производственные задачи были как бы вынесены за скобки.
Неизбежно в российском судостроении сложилась ситуация, когда отсутствуют единые методики проектирования надводных или подводных судов, направленные на создание данных, а не документов. Ведь документ — это всего лишь способ представления данных. Технологические изменения могут происходить настолько быстро, что их просто невозможно учесть в строго регламентированных документах.
В таких условиях сегодня о повышении уровня цифровизации отрасли можно говорить лишь с большой натяжкой.
Разработка
В САПР «Галс» мы (АО «Цифровая мануфактура») во главу угла поставили создание полного объема инженерных данных, применяемых при постройке судна. При этом в системе сводится к минимуму необходимость работы с документами в их изначальном виде. При таком подходе вся генерируемая из системы документация — всего лишь «отражение» проектных данных в привычном для отрасли виде.
Фокусируясь на работе с данными, мы также стремимся сделать систему максимально гибкой и учесть «лучшие практики» работы проектировщиков без ущерба для скорости работы и объема проектных данных.
Разработку САПР «Галс» мы начали с самого фундаментального — базы компонентов.
База компонентов — хранилище НСИ, основной задачей которого является аккумуляция данных по различному оборудованию, изделиям и материалам (в терминологии системы — компонентам), применяемым в проекте. Изменение значений свойств компонента (например, массы оборудования) в базе компонентов автоматически изменяет эти значения во всех объектах проекта (проектов), подключенных к этой базе компонентов. В условиях реального судна это означает, что изменение свойства одного компонента обновит соответствующие данные в сотнях и тысячах объектов проекта. В результате обеспечивается неразрывная и непротиворечивая связь данных НСИ с данными проекта.
В системе реализованы основные категории компонентов, которые конструктор применяет при проектировании электрической сети проекта: бесчертежное изделие, изделие, кабель, крепежное изделие, материал, оборудование, узел крепления, узел заземления. Атрибутивный состав каждого компонента создан исходя из необходимости обеспечения электромонтажного производства наиболее полной информацией по каждому компоненту — вплоть до типа применяемого на проекте оборудования или уплотнительного устройства
(рис. 1).
Для обеспечения более гибкой работы с компонентной базой мы предоставили возможность создания неограниченного количества типов компонентов и копирования компонентов из одной базы в другую.
Аналогично в САПР «Галс» реализовано хранение данных в базе проекта: создано единое хранилище судовых помещений, электрических схем, данных по креплению и маркировке оборудования, а также других данных об изделии морской техники (рис. 2).
Задача пользователя — дополнять проектные данные, создавая новые объекты и устанавливая связи между ними.
В первых версиях нашей системы всё взаимодействие с проектом сводилось лишь к работе с таблицами в том или ином виде. Однако начиная с версии САПР «Галс» 2.21.0 мы постепенно вводим инструменты интерактивного управления инженерными данными (рис. 3).
Графическое изображение ассоциативно связано с объектами в проекте и служит удобным инструментом управления данными этих объектов. В процессе создания и перемещения узлов, создания линий взаимосвязи и выполнения ряда других действий в рабочей области пользователь фактически работает с проектными данными.
Это лишь первый шаг к еще более быстрому и удобному способу работы с проектом. В ближайшей перспективе — работа со всеми данными электрических схем, возникающих на уровне Э5 и Э6.
Как было сказано ранее, документы в системе генерируются автоматически на основании соответствующих данных проекта и могут быть экспортированы в форматах .pdf и .dxf (рис. 4).
Одной из проблем, возникших в процессе создания генератора документов, была необходимость настройки внешнего вида документа: несмотря на наличие нормативной документации, конструкторские бюро привносят свои изменения во внешний вид документов. Эта проблема была решена за счет введения соответствующих настроек проекта (рис. 5).
Работа с проектами серийной постройки в САПР «Галс» реализована за счет внедрения соответствующего свойства у объектов системы — заводского номера.
Конструктор может находиться в одном проекте и работать сразу со всеми судами проекта. Если ему необходимо изменить координаты прибора на строящемся судне, при этом сохранив уже имеющиеся координаты на сданном судне, — он просто ограничивает действие объекта заводским номером сданного судна и создает новый объект для строящегося.
Транспортный массив для электромонтажного предприятия (например, АО «СПО «Арктика»), как и разрабатываемые в системе документы, генерируется из данных проекта, что обеспечивает целостность и непротиворечивость данных.
Заключение
За короткий срок САПР «Галс» прошел путь от первых инструментов-утилит до полноценной САПР, выполняющей задачи автоматизации выпуска документации и формирования данных для электромонтажной организации на реальном проекте.
Безусловно перед нами, как разработчиками системы, все еще стоит множество задач, направленных на повышение производительности труда инженера-конструктора, проектирующего судовые электрические сети. Однако уже сейчас система позволяет сократить временные затраты на проектирование за счет применения современных подходов к созданию более совершенных инструментов для работы инженерного состава, а также сократить количество ошибок при проектировании и подготовке электромонтажного производства, вызванных отсутствием централизованного управления данными.
В настоящий момент САПР «Галс» установлен в АО «СПО «Арктика» и АО «Северное ПКБ». На постоянной основе производится сбор требований к системе, направленных на повышение скорости выполнения проектных работ; повышение уровня информационного взаимодействия проектанта и электромонтажного предприятия; возможность применения данных, созданных в САПР «Галс», в технологиях дополненной реальности при выполнении работ по строительству и ремонту изделий морской техники.
Роман Шматков, руководитель продукта,
АО «Цифровая мануфактура»