Системная инженерия

Процесс создания современных изделий состоит из множества стадий, в рамках которых определяются требования к будущему изделию, его функции, конструкция, технология изготовления и т.д. Исследования показывают, что даже несмотря на всеобщее использование систем автоматизированного проектирования, инженерного анализа и управления инженерными данными (CAD/CAM/CAE/PDM), проблемы остаются:

  • Только 28% проектов отвечают запланированным срокам и бюджету.

  • Более 45% бюджета на разработку может «уйти» на исправления и переделки.

  • До 50% общего объема работ тратиться на исправление шибок в конструкции.

Эффективным способом решения обозначенных сложностей является применение практик системной инженерии. Системная инженерия – это междисциплинарный подход и способы обеспечения процессов создания успешной системы (изделия).

ГК «ПЛМ Урал» занимается адаптацией практик системной инженерии применительно к процессам проектирования изделий. Данный подход называется «Системно-ориентированное проектирование» (или SDPD – System-driven product development).

Инструменты и методы, которые предлагает нам системно-ориентированный подход направлены на смещение усилий по проектированию на ранние стадии, где решается большая часть возникающих проблем в процессе проектирования, что позволяет снижать риски возможных переделок и изменений, а соответственно и риски выхода за плановые бюджеты и сроки.

Результаты применения практик системно-ориентированного проектирования

  1. Соответствие изделия заданным требованиям, за счет комплексного применения специализированных методик и инструментов.

  2. Сокращение сроков проектирования, за счет качественного планирования, принятия правильных решений, исключения переделок и изменений.

  3. Повышение качества, за счет проверки удовлетворения требований, прогнозирования эксплуатационных характеристик изделия на ранних стадиях проектирования.

  4. Сокращение стоимости, за счет принятия правильных проектных решений, сокращения вносимых изменений и снижение количества натурных испытаний.

Практики системной инженерии

Системно-ориентированное проектирование концентрирует свое внимание на следующих практиках системной инженерии:

Моделе-ориентированное проектирование

Практика моделе-ориентированного проектирования заключается в применении моделей различной степени абстракции и детализации для поддержки процессов проектирования.

Модели предлагают эффективный способ изучения, обновления аспектов системы и предоставления информации о них, при этом значительно сокращая или устраняя зависимость от необходимости использования традиционной документации. 

Существует прямая зависимость эффективности инженерных процессов от уровня ориентированности предприятия на использование моделей.

Бизнес-анализ

Практика бизнес-анализа помогает правильно определить облик и характеристики продукта, который предстоит проектировать и изготавливать.

Отсутствие бизнес-анализа или его некачественное выполнение приводит к непониманию конкретных целей и интересов заинтересованных сторон, что приводит к хаосу и высокому уровню неопределенности в процессе проектирования изделия.

В рамках практики бизнес-анализа ГК «ПЛМ Урал» рекомендует сосредоточиться на определении:

  • Модели жизненного цикла изделия.
  • Модели эксплуатирующей системы.
  • Заинтересованных сторон.
  • Ключевых потребностей и требований.

Инженерия требований

Важнейшей составляющей деятельности по созданию сложных инженерных объектов является работа с требованиями.

Все крупные компании, занятые созданием сложной техники, признают, что налаженная инженерия требований критически важна для успеха проектов и является одним из ключевых элементов повышения конкурентоспособности предприятий и их продукции на мировом рынке.

Практика инженерии требований направлена на выявление и управление требованиями к проектируемому изделию. Она позволяет связать требований с другой инженерной информацией, тем самым обеспечивая учет и выполнение требований на всех стадиях проектирования. Ни одно требование не будет забыто или не учтено.

Архитектурное проектирование

Практика архитектурного проектирования направлена на определение возможных областей решений задачи проектирования технической системы, базирующаяся на целостном много аспектном представлении о создаваемой системе.

Суть архитектурного проектирования – это структурирование. Структурирование может извлечь порядок из хаоса: придать форму функциям системы, превратить недостаточно ясно сформулированные мысли заказчика в работоспособную модель.

Проектирование изделия на основе совместного использования системной архитектуры и средств имитационного моделирования (1D-анализа), позволяет сместить усилия по проектированию изделия на ранние этапы (техническое предложение, эскизный проект), отработать множественные варианты реализации и выбрать оптимальный, что приводит к сокращению изменений и издержек.

Технологии 1D-моделирования

 

Simcenter Amesim

Для реализации процесса 1D-анализа в рамках системно-ориентированного подхода к проектированию необходимо использовать программный продукт Simcenter Amesim

 

Подробнее

Верификация и валидация

Человек склонен к ошибкам. Чем позже обнаруживается ошибка, тем дороже стоит ее исправление. Ошибки, допущенные на концептуальной стадии, – самые дорогие с точки зрения их влияния на проект и стоимости их исправления. Поэтому чем раньше будут обнаружены ошибки, тем меньше времени, бюджета и других ресурсов будет потрачено на их исправление.

Практики верификации (проверки) и валидации (приемки) – это важнейший этап работ по проектированию технической системы.  Эти практики необходимо встраивать в сами процессы проектирования, либо выполнять проверки на выходе из каждой стадии проектирования, начиная с самых ранних.  Так же необходимо помнить, что любой процесс верификации и валидации должен начинаться с планирования.

Управление конфигурацией

Процесс проектирования неотъемлемо связан с процессом появления и изменения информации. Чем больше изделие, тем больше информации. Каждый новый вариант или изменение, увеличивает вероятность неактуальных данных. Именно необходимость обеспечения целостности данных привела к тому, что в рамках системной инженерии развилась практика управления конфигурацией.

Под управлением конфигурацией мы понимаем обеспечение целостности данных. Инженерная документация должна соответствовать требованиям. Изделие, выходящее из цеха должно соответствовать инженерной документации и как результат должно советовать исходным требованиям

Способы реализации системно-ориентированного проектирования

ГК «ПЛМ Урал» в рамках стратегии цифровизации промышленности разработала методологию реализации системно-ориентированного подхода с применением современных систем автоматизированного проектирования.

Практическая реализация системно-ориентированного подхода к проектированию базируется на инструментальных компонентах, методологии, компетенциях специалистов и осуществляется в рамках общей стратегии PLM предприятия, с использованием продуктов Siemens PLM Software:

  1. Инструмент архитектурного моделирования – Teamcenter
  2. Инструмент 3D-моделирования – NX
  3. Инструмент имитационного моделирования – Simcenter Amesim

Заказать презентацию

Подпишитесь на новости