Длительное хранение проектной документации: видение Boeing

Владимир Малюх

Длительное хранение проектной и конструкторской документации (LOTAR – Long Time data Archival and Retrieval) является важным элементом работы во многих отраслях с продукцией с длительным жизненным циклом – архитектуре и строительстве, энергетике, судостроении и, конечно же, в авиационной промышленности. На прошлогодней конференции Collaboration & Interoperability Congress своим опытом в организации консорциума LOTAR International поделились специалисты Boeing. Эта статья написана по материалам их докладов и сообщений.

История вопроса

К осени 1998 внутренний процесс был разработан и принят комитетом по управлению сертификатами и сертификации самолетов национального ведомства FAA (Federal Aviation Administration – национальная авиационная администрация). В FAA потребовали, чтобы команда встретилась с Ассоциацией аэрокосмической промышленности(AIA) и на основе внутреннего проекта разработала стандартные для решения хранения, архивирования, поиска и доступа к 3D данным о продукте, которые были бы применимы ко всем гражданской авиации по всей Америке. Проект AIA был зафрахтован под эгидой совета гражданской авиации (САС), комитета по обслуживанию, производству и ремонту (MMRC) в мае 2000 года. Команда была сформирована AIA и первое совещание состоялось в августе 2000 года.

Стандарт AIA был завершен и выпущен под обозначением ARP-9034 в сентябре 2002 года. Эта первоначальная деятельность привела к появлению приказа FAA 8000.79, которой, в частности, обеспечил требования к системам использования и хранения данных в электронном виде.

В октябре 2002 года на совещании Международной авиационно-космической группе по качеству (International Aerospace Quality Grou, IAQG) в Цинциннати, Рик Зурай ( Rick Zuray) из Boeing предложил работать совместно с Жан-Ив Делоне (Jean-Yves Delaunay) из Airbus и вместе разработать единый набор согласованных стандартов LOTAR для всей авиационно-космической промышленности. Такая команда была сформирована к декабрю 2002 г.

Международная команда собирается несколько раз в году и разработала несколько частей базового стандарта, который будет выпущен под названием EN9300-Part-хх для Европы и NAS9300-Part-хх для США. С этого поворотного момента, деятельность LOTAR International распространилась вырос по авиационно-космической промышленности и продолжает расти в геометрической прогрессии. Команда теперь поддерживается в 6 странах и более чем 100 компаниями.

История развития данных определения продукта

Методом первого поколения для создания PDD были 2D-чертежи, выполненные вручную проектантами, конструкторами и технологами. Это со временем превратилось в 2D-проектирование в САПР, позволяющее создавать цифровые 2D-чертежи (без использования 3D-модели). 2D чертежи были тогда определяющими рабочими документами.

Второе поколение средств создания PDD основано на использовании 3D-моделей для генерации 2D чертежей и данных для управления CAM/CAI. 2D чертежи оставались определяющими рабочими документами за исключением CAM /CAI.

Методики третьего поколения, применяемые сейчас, основаны на использовании параметрических и реляционных 3D моделей. PDD информация определяется только в 3D-моделях, содержащих ассоциативные геометрические размеры и допуски (GD&T) и аннотации, эффективно заменяющие необходимость 2D представления чертежей. Определяющим рабочим документом является сама 3D-модель с метаданными, для работы с ней требуются специальные средства визуализации.

Проблемы реализации LOTAR

Архивирование данных в их исходном формате требует периодической миграции в новую версию САПР, этот метод нередко приводит к потере или искажению данных и их исправление может быть дорогостоящим. Типичный технологический цикл устаревания поколения САПР (например CATIA V4-V5) составляет 3 -5 лет.

Цифровые архивы подразумевают, что мы сохраняем информацию таким образом, что впоследствии она может быть получена и представлена в любое время и в будущем.

Очевидной проблемой для архивов цифровой информации является ограниченного время жизни носителей из-за их физического распада и разрушения.

Минимизация проблем за счет использования открытых форматов

Архивирование данных в нейтральном формате реже или совсем не требует периодической миграции в новую версию САПР.

Нейтральные форматы облегчают миграцию данных таким образом, как структурированы протоколы приложений (AP).

Кроме того, их продолжительность жизни (цикл устаревания) значительно дольше по продолжительности.

Планирование жизненного цикла информации

1. Почему мы архивируем данные?
   • Бизнес-требования
   • Нормативные и законодательные требования
   • Организационные требования
2. Какую информацию мы должны архивировать?
3. Что является информационным контекстом?
4. Что такое формат информации, в какой окончательной форме это должно быть в архиве?
5. Как долго мы должны сохранять данные?
6. Как часто нам нужно будет получать доступ к данным?

Жизненный цикл программного обеспечения и аппаратных средств для его работы относительно короткий по сравнению с жизненным циклом самолета. В настоящее время для ПО САПР период смены версий составляет от 6 до12 месяцев со сменой поколений ПО в диапазоне 3-7 лет. Это очень мало по сравнению с жизненным циклом самолета, достигающим 70 лет

Хранение данных и модель архива, определенные в проекте Boeing и Airbus

• Краткосрочные: сроки в пределах одного или двух релизов ПО САПР(т.е. Catia V5 R12-R13; UG NX3-NX4)
• Среднесрочные: сроки в пределах жизни одного поколения ПО (то есть Catia V4-V5; UG 18-NX1)
• Долгосрочные: в течение смены нескольких поколений ПО(то есть Catia V3-V7; UG 16-NX7)

Стандарт LOTAR использует ссылочную модель OAIS как базовую основу, предоставляя конкретные указания на специализированные типы данных, первоначально механические CAD /CAM/CAI и не геометрические метаданные. Проблема здесь в том, чтобы не только быть уверенным, что данные поступают и извлекаются правильно, но в том, что в настоящее время данные правильно интерпретированы новым поколением программного обеспечения. Иными словами нам нужно быть уверенными, что дизайн, на который мы смотрим двадцать лет спустя в нашей текущей САПР, выглядит точно таким же, как в момент его создания. LOTAR работает исходя из предположения, что мы знаем, что нам нужно архивировать.

LOTAR International

Развитие проекта можно представить в виде двух крупных этапов:

LOTAR версия 1 (2003-2009)

• Хранение технических требований
• Долговременное архивирование компонент:
  • CAD 3D детали и сборки
• Размеры, допуски и производственная информация в виде wireframe

• Создание единого стандарта для авиационной промышленности США и Европы (AIA –ASD Standard)

• Хранение технических требований
• Планирование хранения (2009-2010)
• Данные для аудита и сертификации (2010)
• Долговременное архивирование компонент:
  • CAD 3D детали и сборки
  • Размеры, допуски и производственная информация в полном объеме
  • Данные PDM
  • CAD 3D для компонент из композитов
  • Электрические и кабельные схемы

Основные направления использования LOTAR

Пилотные работы проводились совместно с Dassault Systemes, PTC и Siemens (частично при участии Theorem Solutions) для оценки семантики GDT/PMI/геометрии, в дополнение к тестированию использования Unicode для строковых значений, а также проверка свойств полилиний в аннотациях и оценки числа семантических определяемые пользователем атрибутов хранящихся в объектах STEP. В процессе этих работ велась подготовка единого стандарта для описания и хранения в STEP данных 3D CAD, PMI и взаимодействия с PDM.

Заключение:

Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами MBD крайне важно сохранить 3D определение продукта в нейтральном формате, который будет доступен и не изменится с течением времени.

Стандарты позволяют упаковать данные и информацию для повторного использования и перепрофилирования приложений, а также дают возможность обмена данными между владельцами интеллектуальной собственности и их поставщиками.