Управление расчетными данными
Усложнение технических систем, ужесточение требований безопасности и надежности, необходимость сокращения количества натурных испытаний, эти и многие другие причины приводят к увеличению количества компьютерных инженерных расчетов.
Чем больше расчетов, тем больше расчетных данных, которыми нужно управлять, обеспечивать к ним быстрый доступ, обеспечивать их актуальность. Поэтому, все больше инженерно-производственных предприятий смотрят в сторону автоматизации процессов управления расчетными данными.
Самый простой способ организации управления расчетными данными, начать хранить их в PDM-системе: связывать результаты расчетов с конструкторской документацией, утверждать эти данные в электронном виде, не забывая управлять их изменениями при корректировке исходных данных. Несомненно, данный подход позволит навести некоторый порядок в расчетных данных. Однако опыт автоматизации управления расчетными данными показывает, что данный способ, в долгосрочной перспективе, оказывается малоэффективным, и постепенно все возвращается к исходному состоянию.
Ключевые идеи концепции управления расчетными данными
1. Для обеспечения эффективного и успешного процесса управление расчетными данными, должны быть правильным образом организованы смежные инженерные процессы:
- работа с требованиями (в том числе управление характеристиками)
- планирование и контроль процессов верификации валидации
- управление проектами
- управление конфигурацией
- моделирование и управление моделями
Только в этом случае вы получаете замкнутую цепочку процессов от требований до подтверждения их выполнения.

2. Все расчеты должны обязательно планироваться от требований и целевых параметров в виде запросов на проверку в рамках единого информационного пространства инженерных данных (PDM-системы).
3. Расчетные данные должны быть частью управляемой конфигурации изделия, с уникальной идентификацией данных, защитой от несанкционированных изменений, прослеживанием версионности, управлением изменениями.
4. Результаты расчетов должны обязательно иметь информационные связи с требованиями и проектной документацией для подтверждения и обоснования которых они используются.
5. Расчетные данные должны быть увязаны друг с другом для исключения коллизий при рассмотрении работы изделия в целом.
Информационная связь требований (их численных значений) с данными расчетных моделей, позволяет исключить человеческий фактор, в виде ручного задания численных значений исходных данных и ручной фиксации полученных результатов. Для этого расчетные модели должны знать про требования (и их численные значения), живущие PDM-системе. Такие технологии уже существуют, например интеграция системы DT Seven и системы ЛОЦМАН:PLM, в рамках которой, все исходные данные для расчетной цепочки (характеристики требований, 3D модели и др.) берутся из ЛОЦМАН:PLM, а результат выполненного расчета сохраняется в ЛОЦМАН:PLM как фактическое (измеренное) значение целевой характеристики.
Реализация механизма управления расчетными данными позволяет сократить сроки выполнения повторных расчетов, необходимых для поиска оптимальных инженерных решений, или повторных расчетов необходимых для оценки применимости изменений.

Реализация концепции
Озвученные идеи легли в основу комплексного решения ГК «ПЛМ Урал», обеспечивающего сквозной процесс проектирования, от формирования требований и разработки инженерных
Предлагаемое решение начинается с постановки процессов работы с требованиями. На основе разработанной методики, специалисты ГК «ПЛМ Урал» настраивают процессы:
- Выявления и анализа требований;
- Формулировки требований;
- Структуризации требований;
- Верификации и валидации требований;
- Повторного использования требований;
- Работы с целевыми параметрами;
- Управления изменениями требований»
- Трассировки (прослеживаемости) требований.
Процесс работы с требованиями плавно перетекает в процесс планирования и контроля их выполнения, который включает:
- Определение контрольных точек (ворот качества) процесса проектирования;
- Формирование матрицы целевых требований и параметров;
- Определение методов оценки выполнения требований;
- Разработки календарных планов проверки соответствия;
- Подготовку и выдачу исходных данных для проверки соответствия;
- Сбор результатов и анализ выполнения требований.
В рамках данного процесса, специалисты ГК «ПЛМ Урал» предлагают методику анализа покрытия требований виртуальными инженерными расчетами. Данный анализ позволяет понять какие требования остаются без виртуальных испытаний, и на сколько это критично для разрабатываемого изделия.
Инженеры ГК «ПЛМ Урал» помогают в разработке оптимальных расчетных методик, позволяющих, в цифровом виде, проверить выполнение максимального числа требований, на каждой стадии проектирования, сокращая тем самым количество дорогостоящих натурных и стендовых испытаний.
Важным процессом, поддерживающим компьютерные инженерные расчеты, является процесс моделе-ориентированного проектирования и управления этими данными, включающего:
- Разработку архитектурных моделей – как результат проектирования на ранних стадиях;
- Разработку электронного макета изделия – как итоговый результат процесса проектирования;
- Централизованное хранение результатов моделирования;
- Управление моделями (легализация моделей, согласование, утверждение, защита от несанкционированной модификации, управление изменениями).
Переход от чертежей и схем к моделям, позволяет существенно расширить способы виртуальных испытаний, сократить время подготовки исходных данных для компьютерных расчетов.
Легализация процесса работы с моделями, на ровне с требованиями является важнейшим фактором, обеспечивающим успешность применения компьютерных инженерных расчетов.
Специалисты ГК «ПЛМ Урал» помогают заказчикам подобрать оптимальный набор CAE-систем, обеспечивающих выполнение запланированных действий по проверки выполнения требований. Разработанные методики адаптируются под конкретные CAE-решения. Набор выбранных CAE-систем интегрируются в единое информационное пространство инженерных данных (PDM-систему) обеспечивая возможности:
- Выгрузки исходных данных (требования, параметры, модели) из PDM-системы в CAE-пакеты;
- Сохранения результатов расчетов в PDM-систему;
- Связи результатов расчетов с исходными данными;
- Связь расчетных данных друг с другом (когда результаты одного расчета являются входными данными для другого);
- Связь расчетных данных с требованиями и целевыми параметрами;
- Автоматизации расчетных методик для быстрой повторяемости типовых расчетов;
- Управление вариативностью исходных данных и расчетов для получения оптимального выполнения заданных целевых параметров;
- Хранение версионности инженерных расчетов;
- Визуализацию расчетных данных;
- Согласование и управление изменениями расчётных данных;
- Формирование матрицы выполнения требований
Результаты:
Предлагаемое решение обеспечивает полностью управляемый процесс проектирования изделия с требуемыми характеристиками, подтверждение которых может выполняется полностью в цифровой среде.
Основываясь на предлагаемом решении многолетнем опыте, специалисты ГК «ПЛМ Урал» помогут вам построить оптимальные и эффективные инженерные процессы, позволяющие:
- Сократить сроки проектирования;
- Получать изделие с требуемыми характеристиками с первого раза;
- Сократить переделки и доработки;
- Повысить потребительские качества изделия;
- Существенно снизить себестоимость изделия.