ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CALS-ТЕХНОЛОГИИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 681.324 ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CALS-ТЕХНОЛОГИИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ И.О. Жаринов, О.О. Жаринов, Р.А. Шек-Иовсепянц, В.Д. Суслов

Рассматривается процедура оценивания трудоемкости подготовки конструкторской документации при разработке приборов и устройств с использованием CALS-технологии. Определена зависимость снижения трудоемкости подготовки документации от числа документов на изделие, подготавливаемых электронным способом с использованием технологии электронного документооборота. Ключевые слова: трудоемкость, разработка документации, электронный документооборот.

Деятельность современного инженера-конструктора радиоэлектронного оборудования сопряжена с необходимостью подготовки большого объема конструкторской документации. Как было показано в работе [1], при использовании стандартов группы STEP (Standard for the Exchange of Product) на основе CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life-cycle Support) электронного документооборота, разнородные программные средства автоматизации схемотехнического и конструкторского этапов проектирования могут быть объединены в единую систему автоматизированного проектирования (САПР), используемую в составе автоматизированных рабочих мест (АРМ) разработчиков.
В этом случае при внесении единичных изменений в состав одного проектного документа (чертежа, схемы), связанные с ним другие электронные проектные документы (спецификации, чертежи деталей, перечни элементов, ведомости покупных изделий и пр.) корректируются автоматически. Очевидным эффектом от внедрения такой интегрированной САПР является снижение трудоемкости этапа разработки конструкторской документации и, как следствие, удешевление проведения опытно-конструкторской работы в целом.
Методика оценки эффекта от автоматизации процедур разработки документации сложного изделия сводится к следующему [2].
Суммарная трудоемкость подготовки исходных данных для всего процесса проектирования изделия определяется как

mm

 τподг 

Μ ij Κп 1 ki  k j ,

j 1 i 0,i  j

(1)

где m – число проектных задач; Μij – объем электронных данных, передаваемых между приложениями

интегрированной САПР из i-ой проектной задачи в j-ю; Κп – коэффициент трудоемкости подготовки

единицы объема информации; ki – булева переменная автоматизации проектирования (для документов,

подготовку которых целесообразно выполнять вручную, ki , k j  0 , иначе, ki , k j  1 ).

Анализ (1) показывает, что трудоемкость подготовки проектных данных для j-ой задачи уменьша-

ется, если решение i-ой проектной задачи, результаты которой используются в качестве исходных дан-

ных j-ой задачи, автоматизируется электронным способом. При автоматизации i-ой проектной задачи

результаты ее решения уже хранятся в памяти ЭВМ АРМ, и не требуется их повторная переподготовка.

Аналогично, в предположении о пренебрежимо малом времени исполнения автоматической кор-

рекции связанных документов суммарная трудоемкость решения «ручной» группы задач по подготовке

документации на изделие составляет

m
  τреш  τрешi 1  ki , i 1
где τрешi – трудоемкость ручного решения i-ой проектной задачи. Таким образом, трудоемкость формирования проектной документации на изделие оценивается как

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 4 (80)

151

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

М* m

   τформ 

τформij 1  k j ,

i 1 j 1

где M * – число проектных документов; τформij – трудоемкость формирования той части i-го документа,

которая зависит от результатов решения j-ой проектной задачи. Аналогично трудоемкость внесения из-

менений в проектную документацию оценивается как

М* m

   τизм 

τ χизмij j 1  k j ,

i 1 j 1

где τизмij – трудоемкость внесения изменений в i-й документ при появлении изменений в результате ре-

шения j-ой проектной задачи; χ j – число появлений изменений в результате решения j-ой проектной

задачи.

Общая задача организации процесса разработки документации на изделие с использованием ин-

тегрированной САПР является оптимизационной и имеет вид

     min
k1 ,k2 ,...,kk

τпроект



min
k1 ,k2 ,...,kk

  

m j 1

m i 0,i 

j

Μ ij

Κп

1 ki

kj 

          m М* m

 τрешi 1  ki 

τформij 1  k j

i 1 i 1 j 1

М* m
 τ χизмij j 1  k j i 1 j 1

  



Δ

НИОКР τпроект

.

(2)

Задача (2) является билинейной с булевыми переменными ki , k j . Применяемые при ее решении

методы оптимизации (в частности, использованный авторами метод ветвей и границ [3]) позволяют за

допустимое время решать такие задачи при размерности m >50 и M * >50.

Экспериментально полученная зависимость уровня сокращения трудоемкости выпуска конструк-

торской документации при разработке изделий бортовой авионики в Опытно-конструкторском бюро

(ОКБ) «Электроавтоматика» от количества выпускаемых на одно изделие автоматизированным способом

связанных электронных документов приведена на рисунке.

Сокращение трудоемкости, %

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
3

Количество выпускаемых на изделие документов, шт. 10 15 20 25 30 35 40

Рисунок. Зависимость уровня сокращения трудоемкости выпуска конструкторской документации при разработке технического изделия от количества выпускаемых на изделие автоматизированным способом связанных электронных документов
Анализ рисунка показывает, что в случае разработки изделия, в состав документации на которое входит более 40 электронных связанных между собой проектных документов (чертежей), суммарная трудоемкость их разработки снижается практически вдвое за счет существующей в них взаимосвязи и избыточности.
Опыт практической работы ОКБ «Электроавтоматика» показывает, что объем проектной документации, достаточной для изготовления изделия в производстве, в среднем составляет 135 документов на одно изделие. В окрестностях этого значения кривая сокращения трудоемкости достигает уровня 100%. В связи с этим внедрение интегрированной САПР для разработки современных электронных приборов является экономически обоснованным и целесообразным.
1. Гатчин Ю.А., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Архитектура программного обеспечения автоматизированного рабочего места разработчика бортового авиационного оборудования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2012. – № 2 (78). – С. 140–141.

152

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 4 (80)

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
2. Гатчин Ю.А., Жаринов И.О. Основы проектирования вычислительных систем интегрированной модульной авионики: монография. – М.: Машиностроение, 2010. – 224 с.
3. Гайкович А.И. Основы теории проектирования сложных технических систем. – СПб: НИЦ «МОРИНТЕХ», 2001. – 432 с.
Жаринов Игорь Олегович – СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова, доктор технических наук, доцент, igor_rabota@pisem.net Жаринов Олег Олегович – Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, кандидат технических наук, доцент, zharinov@hotbox.ru Шек-Иовсепянц Рубен Ашотович – СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова, доктор технических наук, профессор, главный конструктор, postmaster@elavt.spb.ru Суслов Владимир Дмитриевич – СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова, руководитель экспертного совета, postmaster@elavt.spb.ru

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 4 (80)

153