Новости

Архитектура интеграционного решения на примере процесса аренды программного обеспечения и вычислительных мощностей, а также передачи конструкторской документации

Авторы: Аношкин А.В., Башмаков В.Д., Башмаков Г.Д., Сафиуллин Р.Р.

Цель работы: дать читателю представление о разрабатываемой системе Цифровой платформы обмена данными «Камотив», её архитектуре и предоставляемых возможностях по аренде программного обеспечения, вычислительных мощностей, а также процесса передачи конструкторской документации и сопровождающих передачу процессах конвертации вложенных файлов.

Аннотация: в статье затрагивается тема логической архитектуры Цифровой платформы, обеспечения взаимодействия между конструкторами материнской компании и компаний-соразработчиков/поставщиков. Используя встроенные системы передачи и конвертации файлов обеспечивается бесшовное взаимодействие различного программного обеспечения, которое может использоваться как на стороне клиентов и партнёров, так и на стороне арендованных мощностей, предоставляемых материнской компанией.

Ключевые слова: цифровая платформа, интеграция, программный продукт, обмен цифровыми данными

Введение

Одним из ключевых элементов разработки такого сложного изделия как грузовой автомобиль является способ коммуникации и передачи информации как между подразделениями одного предприятия, так и между предприятиями партнёрами. Не секрет, что различные предприятия-изготовители комплектующих могут использовать для своей работы совершенно разное программное обеспечение. Это может обеспечивать удобство работы внутри отдельного предприятия, но когда появляется необходимость в передаче конструкторских данных между предприятиями, то пользователи могут столкнуться с проблемой выбора платформы для передачи. Особняком может стоять проблема выбора единого формата передачи данных или защиты интеллектуальной собственности.

Проблема может стать особенно острой для небольших предприятий-поставщиков, которые заняты производством широкой номенклатуры однотипных деталей. Для обеспечения непрерывного потока передачи данных между своими конструкторскими подразделениями и конструкторскими отделами головного предприятия заказчика может требоваться выделение больших временных и людских ресурсов, что негативно скажется на общей производительности труда. Гораздо более выгодным вариантом кажется налаживание единой структуры передачи данных, обеспечивающей внутри себя приведение к единому формату передачи данных, сохранению структуры и защиты информации.

Проблемы

Единым существующим решением для передачи данных между предприятиями-партнёрами и конструкторскими отделами ПАО» КАМАЗ» является существующий портал поставщика. Основным недостатком существующего решения является то, что передача данных осуществляется вручную. Процесс коммуникации происходит вне этого портала. Конструкторам необходимо предоставлять данные в виде единого формата файлов (.x_t). Существующие человеческие ресурсы вынуждены затрачивать время на то, чтобы выгрузить существующую конструкторскую документацию, привести в единый формат файлов и передать на портал.

При этом основная работа с выгруженной конструкторской документацией ведётся в программном обеспечении и на том оборудовании, которое есть в наличии у поставщиков или соразработчиков. Не всегда оборудование может отвечать тем требованиям по производительности, которые предъявляются к нему со стороны программного обеспечения. И не всегда оно может соответствовать требованиям по быстродействию, которые предъявляются к нему со стороны пользователей. Обозначенные проблемы призвана решать Цифровая платформа «Камотив».

Пути решения

Цифровая платформа представляет собой экосистему, состоящую из функциональных модулей, связанных между собой интеграционными взаимодействиями. Для обеспечения бесперебойной и бесшовной разработки деталей и конечных изделий в цифровой платформе предусмотрен функционал по обмену данными между различными PLM-системами. Это обеспечивается интеграцией цифровой платформы с целевыми системами с помощью специальных адаптеров и конвертеров, обеспечивающих бесшовную передачу данных. Архитектура Цифровой платформы представляет собой набор взаимодействующих друг с другом микросервисов. При необходимости интеграции дополнительного модуля или программного обеспечения со стороны разработчиков платформы может быть разработан дополнительный адаптер, который будет обеспечивать взаимодействие ядра платформы и внедряемого программного обеспечения. Благодаря открытому API платформы интеграция сторонних сервисов не занимает много времени и усилий со стороны технического отдела разработки.

Помимо возможности использования собственных PLM/CAD/CAE-систем представителями компаний-соразработчиков или поставщиков может быть принято решение об аренде лицензий на программное обеспечение и вычислительных мощностей. Цифровая платформа позволяет вести работу и таким образом. По заявке клиента может быть подобран тариф, который подходит каждому конкретному предприятию, после чего по заявке пользователи получают индивидуальные доступы к удалённым АРМ с предустановленным софтом, который уже интегрирован в экосистему Цифровой платформы. Плюсами такого решения можно назвать [1]:

• экономию средств;
• масштабируемость решения;
• доступность новой информации;
• простоту организации.

Компании, которые используют данный вид услуги платят только за время использования вычислительных мощностей и лицензии программного обеспечения. У них нет необходимости поддерживать парк оборудования, сетевую инфраструктуру, содержать специалистов, которые бы отвечали за работоспособность всей системы. Выбор тарифа остаётся полностью на стороне соразработчика или поставщика, он может подобрать такой вариант, который не сильно накладен для него, но позволяет полностью закрыть потребности как в разработке деталей и конечных изделий, их предварительных виртуальных испытаниях, хранении всего пакета конструкторской документации и передаче всех результатов в конструкторские отделы ПАО «КАМАЗ». С элементами архитектуры, имеющими непосредственное отношение к учёту использования арендуемых ресурсов и передаче данных, можно ознакомиться на Рисунке 1.

Рассматривать предоставление данной услуги можно в виде пакетного формата, что особенно имеет ценность для клиентов, комплексные сервисные решения чаще всего являются интегрированными, что даёт синергетический эффект от их использования. Согласно опросу «Журнала сетевых решений/LAN» подавляющее большинство заказчиков уже в 2015 году собиралось расширять спектр используемых облачных сервисов [2]. Цифровая платформа «Камотив» готова предоставить им эту возможность.

Рисунок 1 - Модули платформы, связанные с передачей данных и учётом времени работы

Передача данных из собственных PLM-систем или из арендованных не имеет принципиальных отличий. Благодаря тому, что PLM-системы могут быть привязаны к системе Цифровой платформы с помощью универсальных адаптеров, передача данных происходит без каких-либо задержек. Здесь мы говорим как о ручной передаче данных, которая инициируется пользователем из оболочки Цифровой платформы, так и об автоматическом процессе передачи, который инициируется из PLM-системы. Также предусмотрена возможность инициации передачи ЭСИ с помощью разработанного бизнес-процесса, который обращается к функционалу PLM-системы и инициализирует в ней процесс по передаче конструкторской документации обозначенного изделия. Сама передача данных осуществляется в фоновом режиме и не требует от пользователя никаких действий, кроме запуска процесса передачи. Структура изделия и вложенные элементы конструкторской документации не могут быть утеряны благодаря широкому спектру форматов, которые поддерживаются на стороне платформы и могут быть обработаны адаптерами передачи данных. По окончании процесса передачи пользователь в личном кабинете увидит сообщение об успешности процесса или возникшей ошибке.

Стоит отметить, что передача данных не ограничивается только сохранением структуры ЭСИ, но также одновременно с процессом передачи запускается задача по автоматической конвертации всех файлов в универсальный формат.stp, а также в формат .wgt для возможности отображения сборки (или отдельной детали) во встроенном окне 3D-визуализатора (разработка компании ООО «ВГТ»). Конвертация всех файлов происходит также в фоновом режиме и не требует ни вмешательства пользователя, ни его вычислительных мощностей. Конвертация сопроводительных документов для визуализатора 2D-документов происходит одновременно с основными файлами конструкторской документации и служит только для возможного отображения содержимого обозначенных файлов.

При необходимости передать данные дальше (не важно в какую сторону – от поставщика/соразработчика в ПАО «КАМАЗ» или наоборот) пользователь инициирует передачу в необходимую систему (стоит отметить, что это также может сделать и пользователь, которому эти данные нужны). В этот момент в процесс передачи вступают адаптеры встроенных конвертеров. Разберём процесс их работы на примере передачи данных по пути «ТС-ЦП-ЛОЦМАН». (Рисунок 2)

Рисунок 2 - Схема передачи КД между PLM системами

Как уже было сказано выше, после инициации передачи из системы Teamcenter (далее по тексту ТС) в Цифровую платформу ЭСИ передаётся в модуль хранения данных и конвертируется в универсальный формат .stp (одновременно с этим также идёт конвертация в формат .wgt для 3D-визуализатора, а также преобразование сопроводительных файлов для 2D-визуализатора). Как только все вложенные модели сконвертированы конструктор инициирует передачу из Цифровой платформы в целевую систему. В этот момент подключается автоматический оператор обработки очереди конвертации. Формируя задания на поочередную конвертацию файлов ЭСИ, он загружает очередь. Сам конвертер работает по принципу FIFO (first in-first out), получая поочерёдно каждую модель, он обрабатывает её встроенным инструментарием CAD-системы Компас, преобразуя её из формата .stp в соответствующие форматы .a3d, . m3d (стоит отметить, что выбор формата файла зависит от структуры ЭСИ, система не позволит произвести конвертацию верхнего уровня сборки в формат .m3d, как и вложенной детали в .a3d – это обеспечивается встроенным функционалом проверки данных). После конвертации оператор обработки очереди конвертации передаёт обработанные данные в ядро Цифровой платформы, откуда адаптер передаёт их в целевую систему, определённую пользователем. Опять же с сохранением всей структуры, которая была представлена в изначальном файле ЭСИ. Файлы, которые не требуют конвертации и являются приложением к основной КД (например файлы .pdf, txt, docx и т.д.) передаются в последнюю очередь и также сохраняют свои места в структуре изделия. Алгоритм процесса передачи представлен на Рисунке 3. Принцип обратной передачи, актуализации данных из PLM-систем полностью аналогичен, рассматривать его отдельно не имеет смысла в рамках данной статьи.

Рисунок 3 – Алгоритм процесса конвертации

При этом не будет иметь значения количество ревизий, вложенных документов или количество единиц в составе сборки – система сохранит всю структуру и передаст её туда, куда будет нужно пользователю. Всё это работает на уровне базового функционала, и, если пользователь использует своё ПО, то ему нет необходимости оплачивать что-то дополнительно.

Вернёмся немного назад к системе биллинга. Оставляя заявку на использование каких-либо компонентов, предоставляемых в аренду, пользователь приобретает право на использование оборудования и ПО. При этом система учитывает только реальное время работы на предоставленном удалённом рабочем месте – это обеспечивается встроенными системами учёта рабочего времени. Т.е. если пользователь поставщика, например, потратил 30 минут на разработку условной модели инновационной гайки и загрузку её в систему облачного TeamCenter’а и больше не использовал систему на протяжении месяца, то в конце месяца он получит счёт только за эти полчаса. Система биллинга сама разграничивает пользователей друг от друга, при этом учитывая их принадлежность к организации. Сделано это для того, чтобы администраторы компаний-соразработчиков/поставщиком могли получать как обобщённые автоматически-формируемые отчёты по всему срезу своего предприятия, так и по отдельным пользователям, которые в этих предприятиях работают. Формирование счетов, отчётов, напоминаний о необходимости продления услуги – всё это формируется в автоматическом режиме и для каждого клиента отдельно.

Заключение

Рассмотренные аспекты работы цифровой платформы обмена данными «Камотив» не являются исключительным функционалом, характерным только для неё. На рынке существует множество решений, обладающих схожим функционалом. Но «Камотив» позволяет объединять все эти отраслевые решения в одно. Условно являясь универсальным ключом, он может подойти к любому замку, с которым может работать конструктор. Да, здесь же может быть необходима доработка для того, чтобы обеспечить взаимодействие с остальными участниками рынка, решение может не подойти определённым группам компаний, которые бы не хотели вовлекать в процесс своей работы ещё одно наименование программного обеспечения.

В целом архитектура система задумана таким образом, чтобы обеспечить максимально лёгкую интеграцию любого наименования программного обеспечения в контур экосистемы цифровой платформы. Для сторонних разработчиков есть вполне удобный выбор – сделать своё приложение частью цифровой платформы в виде модуля, либо в виде арендуемого программного обеспечения по процессу, описанному выше.

Соответственно, для пользователя процесс пользования платформой становится более удобным и быстрым: он может либо найти подходящее для него программное обеспечение в виде модуля платформы, либо в виде арендуемого виртуального рабочего места за гораздо более приемлемую плату, чем покупка рабочей станции, серверного оборудования и т.д. для обеспечения работы программного продукта внутри контура своего предприятия.

Список литературы

1.     Югорский бизнес-журнал, 10/2013, с. 20

2.     Журнал сетевых решений/LAN, №02/2015, с. 25