Как работают системы обнаружения вторжений? Как выбрать систему предотвращения атак.

В статье рассматриваются популярные IPS-решения в контексте мирового и российского рынков. Дается определение базовой терминологии, история возникновения и развития IPS-решений, а также рассматривается общая проблематка и сфера применения IPS-решений. Также приводится сводная информация о функциональных возможностях наиболее популярных IPS-решений от различных производителей.

Что такое IPS?

Прежде всего, дадим определение. Intrusion detection system (IDS) или Intrusion prevention system (IPS) – это программные и аппаратные средства, предназначенные для обнаружения и/или предотвращения вторжений. Они предназначены для обнаружения и предотвращения попыток несанкционированного доступа, использования или вывода из строя компьютерных систем, главным образом через Интернет или локальную сеть. Такие попытки могут иметь форму как атаки хакеров или инсайдеров, так и быть результатом действий вредоносных программ.

IDS/IPS-системы используются для обнаружения аномальных действий в сети, которые могут нарушить безопасность и конфиденциальность данных, например: попытки использования уязвимостей программного обеспечения; попытки повешения привилегий; несанкционированный доступ к конфиденциальным данным; активность вредоносных программ и т.д.

Использование IPS-систем преследует несколько целей:

  • Обнаружить вторжение или сетевую атаку и предотвратить их;
  • Спрогнозировать возможные будущие атаки и выявить уязвимости для предотвращения их дальнейшего развития;
  • Выполнить документирование существующих угроз;
  • Обеспечить контроль качества администрирования с точки зрения безопасности, особенно в больших и сложных сетях;
  • Получить полезную информацию о проникновениях, которые имели место, для восстановления и корректирования вызвавших проникновение факторов;
  • Определить расположение источника атаки по отношению к локальной сети (внешние или внутренние атаки), что важно при принятии решений о расположении ресурсов в сети.

В целом, IPS аналогичны IDS. Главное же отличие состоит в том, что они функционируют в реальном времени и могут в автоматическом режиме блокировать сетевые атаки. Каждая IPS включает в себя модуль IDS.

IDS, в свою очередь, обычно состоит из:

  • системы сбора событий;
  • системы анализа собранных событий;
  • хранилища, в котором накапливаются собранные события и результаты их анализа;
  • базы данных об уязвимостях (этот параметр является ключевым, так как чем больше база у производителя, тем больше угроз способна выявлять система);
  • консоли управления, которая позволяет настраивать все системы, осуществлять мониторинг состояния защищаемой сети, просматривать выявленные нарушения и подозрительные действия.

По способам мониторинга IPS-системы можно разделить на две большие группы: NIPS (Network Intrusion Prevention System) и HIPS (Host Intrusion Prevention System). Первая группа ориентирована на сетевой уровень и корпоративный сектор, в то время как представители второй имеют дело с информацией, собранной внутри единственного компьютера, а следовательно могут использоваться на персональных компьютерах. Сегодня HIPS часто входят в состав антивирусных продуктов, поэтому, в контексте данной статьи, эти системы мы рассматривать не будем.

Среди NIPS и HIPS также выделяют:

  • Protocol-based IPS, PIPS. Представляет собой систему (либо агент), которая отслеживает и анализирует коммуникационные протоколы со связанными системами или пользователями.
  • Application Protocol-based IPS, APIPS. Представляет собой систему (или агент), которая ведет наблюдение и анализ данных, передаваемых с использованием специфичных для определенных приложений протоколов. Например, отслеживание содержимого SQL-команд.

Что касается форм-фактора, IPS-системы могут быть представлены как в виде отдельного «железного» решения, так и в виде виртуальной машины или софта.

Развитие технологии. Проблемы IPS.

Системы предотвращения вторжений появились на стыке двух технологий: межсетевых экранов (firewall) и систем обнаружения вторжений (IDS). Первые умели пропускать трафик через себя, но анализировали лишь заголовки IP-пакетов. Вторые же, напротив, «умели» всё то, чего были лишены межсетевые экраны, то есть анализировали трафик, но не могли как-либо влиять на ситуацию, так как устанавливались параллельно и трафик через себя не пропускали. Взяв лучшее от каждой технологии, появились IPS-системы.

Становление современных IPS-систем, шло через четыре направления. Так сказать, от частного к общему.

Первое направление – развитие IDS в inline-IDS. Другими словами, необходимо было встроить IDS-систему в сеть не параллельно, а последовательно. Решение оказалось простым и эффективным: IDS поместили между защищаемыми и незащищаемыми ресурсами. Из этого направления, вероятнее всего, развились программные варианты IPS

Второе направление становления IPS не менее логичное: эволюция межсетевых экранов. Как вы понимаете, им не хватало глубины анализа пропускаемого через себя трафика. Добавление функционала глубокого проникновения в тело данных и понимания передаваемых протоколов позволило стать межсетевым экранам настоящими IPS-системами. Из этого направления, вероятнее всего, развились аппаратные IPS.

Третьим «источником» стали антивирусы. От борьбы с «червями», «троянами» и прочими вредоносными программами до IPS-систем оказалось совсем недалеко. Из этого направления, вероятнее всего, развились HIPS.

Наконец, четвёртым направлением стало создание IPS-систем «с нуля». Здесь, собственно, и добавить нечего.

Что же касается проблем, у IPS, как и у любых других решений, они были. Основных проблем выделяли три:

  1. большое количество ложных срабатываний;
  2. автоматизация реагирования;
  3. большое число управленческих задач.

С развитием систем, эти проблемы успешно решались. Так, к примеру, для снижения процента ложных срабатываний начали применять системы корреляции событий, которые «выставляли приоритеты» для событий и помогали IPS-системе эффективнее выполнять свои задачи.

Всё это привело к появлению IPS-систем следующего поколения (Next Generation IPS – NGIPS). NGIPS должна обладать следующими минимальными функциями:

  • Работать в режиме реального времени без воздействия (или с минимальным воздействием) на сетевую активность компании;
  • Выступать в качестве единой платформы, объединяющей в себе как все преимущества предыдущего поколения IPS, так и новые возможности: контроль и мониторинг приложений; использование информации из сторонних источников (базы уязвимостей, геолокационные данные и т.д.); анализ содержимого файлов.

Рисунок 1. Функциональная схема эволюционных этапов IPS-систем

Мировой и российский рынок IPS. Основные игроки, различия.

Говоря о мировом рынке IPS-систем, эксперты часто ссылаются на отчёты Gartner, и в первую очередь на «волшебный квадрат» (Gartner Magic Quadrant for Intrusion Prevention Systems, July 2012). На 2012 год ситуация была такова:

Рисунок 2. Распределение основных игроков рынка IPS-систем в мире. Информация Gartner, июль 2012

Прослеживались явные лидеры в лице McAfee, Sourcefire и HP, к которым очень стремилась всем известная Cisco. Однако лето 2013 внесло свои коррективы. Вначале мая по различным тематическим блогам и форумам пронеслась волна обсуждений, поднятая анонсом сделки между McAfee и Stonesoft. Американцы собирались купить финского «визионера», громко заявившего о себе несколько лет назад, открыв новый вид атак AET (Advanced Evasion Techniques).

Тем не менее, на этом сюрпризы не закончились и, буквально спустя пару месяцев, корпорация Cisco объявила о заключении соглашения с Sourcefire и покупке этой компании за рекордные $2.7 млрд. Причины были более чем весомые. Sourcefire известна своей поддержкой двух разработок с открытым кодом: механизма обнаружения и предотвращения вторжений Snort и антивируса ClamAV. При этом технология Snort стала стандартом де-факто для систем предупреждения и обнаружения вторжений. Суть же в том, что на российском рынке Cisco Systems является основным поставщиком решений по сетевой безопасности. Она одной из первых пришла на российский рынок, ее сетевое оборудование стоит практически в каждой организации, соответственно, нет ничего необычного в том, что решения по сетевой безопасности также заказывают у этой компании.

Кроме того, Cisco Systems ведет очень грамотную деятельность по продвижению своей линейки безопасности на российском рынке. И в настоящий момент ни одна компания не может сравниться с Cisco Systems по уровню работы с рынком, как в маркетинговом плане, так и в плане работы с партнерами, госорганизациями, регуляторами и пр. Отдельно стоит отметить, что данная компания уделяет очень большое внимание вопросам сертификации по российским требованиям, тратя на них намного больше, чем другие западные производители, что также способствует сохранению лидирующего положения на российском рынке. Выводы, как говорится, делайте сами.

И, если с мировым рынком IPS-систем всё более-мене понятно, – в скором времени произойдёт «перетасовка» лидеров – то с российским рынком не всё так просто и прозрачно. Как уже было отмечено выше, отечественный рынок имеет свою специфику. Во-первых, большую роль играет сертификация. Во-вторых, если процитировать Михаила Романова , являющегося одним из авторов глобального исследования «Рынок информационной безопасности Российской Федерации», то «конкурентоспособные IPS-решения российского производства фактически отсутствуют. Автору известны только три российских решения данного типа: «Аргус», «Форпост» и «РУЧЕЙ-М» (не позиционируется как IPS). Найти «Аргус» или «РУЧЕЙ-М» в Интернете и купить не представляется возможным. Решение «Форпост» производства компании РНТ, позиционируется как сертифицированное решение, полностью основанное на коде SNORT (и этого разработчики не скрывают). Разработчик не предоставляет свое решение на тестирование, продукт никак не продвигается на рынке, то есть создается впечатление, что РНТ продвигает его только в собственные проекты. Соответственно, увидеть эффективность этого решения не представляется возможным».

К упомянутым трём системам можно также отнести комплекс «РУБИКОН», который позиционируется компанией «Эшелон» не только как сертифицированный межсетевой экран, но и как система обнаружения вторжений. К сожалению, информации по нему не так много .

Последнее решение от российского производителя, которое удалось найти – IPS-система (входит в UTM-устройство ALTELL NEO), представляющая собой, по их словам, «доработанную» открытую технологию Surricata, которая использует актуальные базы сигнатур из открытых источников (National Vulnerability Database и Bugtrax). Всё это вызывает больше вопросов, чем понимания.

Тем не менее, исходя из предложений интеграторов, можно продолжить список предлагаемых на российском рынке IPS-систем и дать краткое описание для каждого из решений:

Cisco IPS (сертифицирован ФСТЭК)

Являясь частью Cisco Secure Borderless Network, Cisco IPSпредоставляет следующие возможности:

  • Предотвращение вторжения более 30000 известных эксплоитов;
  • Автоматическое обновление сигнатур с глобального сайта Cisco Global Correlation для динамического распознавания и предотвращения вторжений атак со стороны Internet;
  • Передовые исследования и опыт Cisco Security Intelligence Operations;
  • Взаимодействие с другими сетевыми компонентами для предотвращения вторжений;
  • Поддержка широкого спектра вариантов развертывания в режиме, близком к реальному времени.

Всё это позволяет защитить сеть от таких атак, как:

  • Прямые атаки (directed attacks);
  • Черви, вирусы (worms);
  • Ботнет сети (botnets);
  • Вредоносные программы (malware);
  • Заражённые приложения (application abuse).

Sourcefire IPS, Adaptive IPS и Enterprise Threat Management

Среди главных преимуществ выделяют:

  • Разработка систем на основе SNORT;
  • Гибкие правила;
  • Интеграция с MSSP;
  • Технология пассивной прослушки (нулевое влияние на сеть);
  • Работа в реальном масштабе времени;
  • Поведенческое обнаружение аномалий в сети (NBA);
  • Персонализация событий.

McAfee Network Security Platform (ранее, IntruShield Network Intrusion Prevention System) (сертифицирован ФСТЭК)

Преимущества решения:

  • Интеллектуальное управление безопасностью

Решение позволяет сократить число специалистов и затраты времени, необходимые для мониторинга и расследования событий безопасности, и одновременно упрощает управление сложными масштабными развертываниями. Благодаря направляемому детальному анализу метод последовательного раскрытия обеспечивает нужную информацию именно тогда и там, где она нужна, а иерархическое управление обеспечивает масштабирование.

  • Высокий уровень защиты от угроз

Защита от угроз обеспечивается благодаря ядру сигнатур на основе анализа уязвимостей, которое преобразовано в платформу нового поколения путем интеграции самой современной технологии анализа поведения и сопоставления множества событий. «Малоконтактные» средства защиты на основе сигнатур позволяют удерживать операционные затраты на низком уровне и эффективно защищают от известных угроз, а передовая технология анализа поведения и сопоставления событий обеспечивают защиту от угроз следующего поколения и «нулевого дня».

  • Использование глобальной системы защиты от вредоносных программ
  • Инфраструктура Security Connected

Решение улучшает уровень сетевой безопасности, способствует оптимизации системы сетевой безопасности, наращивая ее экономическую эффективность. Кроме того, решение позволяет согласовывать сетевую безопасность с бизнес-программами для достижения стратегических целей.

  • Быстродействие и масштабируемость
  • Сбор информации и контроль. Получение информации о действиях пользователей и устройствах, которая прямо интегрируется в процесс контроля и анализа

Stonesoft StoneGate IPS (сертифицирован ФСТЭК)

В основе работы StoneGate IPS заложена функциональность обнаружения и предотвращения вторжений, которая использует различные методы обнаружения вторжений: сигнатурный анализ, технология декодирования протоколов для обнаружения вторжений, не имеющих сигнатур, анализ аномалий протоколов, анализ поведения конкретных хостов, обнаружения любых видов сканирования сетей, адаптивное применение сигнатур (виртуальное профилирование).

Особенностью Stonesoft IPS является наличие встроенной системы анализа событий безопасности, которая значительно уменьшает трафик, передаваемый от IPS до системы управления, и количество ложных срабатываний. Первоначальный анализ событий производится сенсором Stonesoft IPS, затем информация от нескольких сенсоров передается на анализатор, который осуществляет корреляцию событий. Таким образом, несколько событий могут указывать на распределенную во времени атаку или на сетевого червя - когда решение о вредоносной активности принимается на основании нескольких событий из «общей картины», а не по каждому отдельному случаю.

Ключевые возможности StoneGate IPS:

  • обнаружение и предотвращение попыток НСД в режиме реального времени в прозрачном для пользователей сети режиме;
  • применение фирменной технологии АЕТ (Advanced Evasion Techniques) - технологии защиты от динамических техник обхода;
  • обширный список сигнатур атак (по содержанию, контексту сетевых пакетов и другим параметрам);
  • возможность обработки фрагментированного сетевого трафика;
  • возможность контроля нескольких сетей с разными скоростями;
  • декодирование протоколов для точного определения специфических атак, в том числе и внутри SSL соединений;
  • возможность обновления базы данных сигнатур атак из различных источников (возможен импорт сигнатур из Open Source баз);
  • блокировка или завершение нежелательных сетевых соединений;
  • анализ «историй» событий безопасности;
  • анализ протоколов на соответствие RFC;
  • встроенный анализатор событий, позволяющий эффективно снижать поток ложных срабатываний;
  • создание собственных сигнатур атак, шаблонов анализа атак, аномалий и др.;
  • дополнительная функциональность прозрачного межсетевого экрана Transparent Access Control, что позволяет в отдельных случаях отказаться от использования МЭ без какого-либо снижения эффективности защиты;
  • анализ GRE туннелей, любых комбинаций инкапсуляции IP v6, IPv4;
  • централизованное управление и мониторинг, простая в использовании и одновременно гибкая в настройке система генерации отчетов.

Детектор атак АПКШ «Континент» (Код Безопасности) (сертифицирован ФСТЭК и ФСБ)

Детектор атак «Континент» предназначен для автоматического обнаружения сетевых атак методом динамического анализа трафика стека протоколов TCP/IP. Детектор атак «Континент» реализует функции системы обнаружения вторжений (СОВ) и обеспечивает разбор и анализ трафика с целью выявления компьютерных атак, направленных на информационные ресурсы и сервисы.

Основные возможности детектора атак «Континент»:

  • Централизованное управление и контроль функционирования при помощи центра управления системой «Континент».
  • Сочетание сигнатурных и эвристических методов обнаружения атак.
  • Оперативное реагирование на выявленные вторжения.
  • Оповещение ЦУС о своей активности и о событиях, требующих оперативного вмешательства в режиме реального времени.
  • Выявление и регистрация информации об атаках.
  • Анализ собранной информации.

IBM Proventia Network Intrusion Prevention System (сертифицирован ФСТЭК)

Система предотвращения атак Proventia Network IPS предназначена для блокирования сетевых атак и аудита работы сети. Благодаря запатентованной технологии анализа протоколов решение IBM Internet Security Systems обеспечивает превентивную защиту – своевременную защиту корпоративной сети от широкого спектра угроз. Превентивность защиты основана на круглосуточном отслеживании угроз в центре обеспечения безопасности GTOC (gtoc.iss.net) и собственных исследованиях и поисках уязвимостей аналитиками и разработчиками группы X-Force.

Основные возможности Proventia Network IPS:

  • Разбирает 218 различных протоколов включая протоколы уровня приложений и форматы данных;
  • Более 3000 алгоритмов используется при анализе трафика для защиты от уязвимостей;
  • Технология Virtual Patch – защита компьютеров пока не установлены обновления;
  • Режим пассивного мониторинга и два режима установки на канал;
  • Поддержка нескольких зон безопасности одним устройством, включая зоны VLAN;
  • Наличие встроенных и внешних bypass модулей для непрерывной передачи данных через устройство в случае системной ошибки или отключения энергоснабжения;
  • Множество способов реагирования на события, включая логирование пакетов атаки;
  • Контроль утечек информации в данных и в офисных документах передаваемых по пиринговым сетям, службам мгновенных сообщений, веб почте и другим протоколам;
  • Детализированная настройка политик;
  • Запись трафика атаки;
  • Поддержка пользовательских сигнатур;
  • Возможность блокирования новых угроз на основании рекомендаций экспертов X-Force.

Check Point IPS (сертифицирован для межсетевых экранов и для UTM)

Программный блейд Check Point IPS предоставляет исключительные возможности предотвращения вторжений на многогигабитных скоростях. Для достижения высокого уровня сетевой защиты многоуровневый механизм IPS Threat Detection Engine использует множество различных методов обнаружения и анализа, в том числе: использование сигнатур уязвимостей и попыток их использования, выявление аномалий, анализ протоколов. Механизм IPS способен быстро фильтровать входящий трафик без необходимости проведения глубокого анализа трафика, благодаря чему на наличие атак анализируются лишь соответствующие сегменты трафика, что ведет к понижению расходов и повышению точности.

В решении IPS применяются высокоуровневые средства динамического управления компании Check Point, что позволяет графически отображать только значимую информацию, легко и удобно изолировать данные, требующие дальнейших действий со стороны администратора, а также соответствовать нормативным требованиям и стандартам отчетности. Кроме того, решения Check Point IPS - как программный блейд IPS, так и аппаратное устройство Check Point IPS-1 - управляются с помощью единой консоли управления SmartDashboard IPS, что обеспечивает унифицированное управление средствами IPS.

Ключевые преимущества:

  • Полноценные средства защиты IPS – Весь функционал IPS, встроенный в используемый межсетевой экран;
  • Лидерство в отрасли по показателям производительности – Многогигабитная производительность системы IPS и межсетевого экрана;
  • Динамическое управление – Весь набор средств управления, включая представления событий безопасности в режиме реального времени и автоматизированный процесс защиты;
  • Защита между релизами патчей – Повышение уровня защиты в случаях задержки выпуска патчей.

Trend Micro Threat Management System (основано на Smart Protection Network)

Trend Micro Threat Management System - решение для анализа и контроля сети, предоставляющее уникальные возможности в области обнаружения малозаметных вторжений, а также автоматизирующее устранение угроз. Это надежное решение, которое основано на Trend Micro Smart Protection Network (наборе модулей для обнаружения и анализа угроз), а также актуальной информации, полученной исследователями угроз из Trend Micro, обеспечивает наиболее эффективные и современные возможности предотвращения угроз.

Основные преимущества:

  • Более быстрая реакция на возможную потерю данных благодаря раннему обнаружению новых и известных вредоносных программ;
  • Снижение расходов на сдерживание угроз и устранение ущерба, а также сокращение времени простоя благодаря индивидуальному подходу к автоматизированному устранению новых угроз безопасности;
  • Проактивное планирование инфраструктуры безопасности и управление ею благодаря накопленным знаниям о слабых местах сетей и основных причинах угроз;
  • Экономия пропускной способности и ресурсов сети благодаря выявлению приложений и служб, нарушающих функционирование сети;
  • Упрощенное управление угрозами и информацией о нарушениях системы безопасности благодаря удобному централизованному порталу управления;
  • Невмешательствов работу существующих служб благодаря гибкой системе развертывания вне полосы пропускания.

Palo Alto Networks IPS

Компания Palo Alto Networks™ является лидером на рынке сетевой безопасности и создателем межсетевых экранов нового поколения. Полная визуализация и контроль всех приложений и контента в сети по пользователю, а не по IP адресу или порту на скоростях до 20Gbps без потери производительности, является основным преимуществом среди конкурентных решений.

Межсетевые экраны Palo Alto Networks, основанные на запатентованной технологии App-ID™, точно идентифицируют и контролируют приложения – вне зависимости от порта, протокола, поведения или шифрования – и сканируют содержимое для предотвращения угроз и утечки данных.

Основная идея межсетевых экранов нового поколения, по сравнению с традиционными подходами, в том числе и UTM решениями, заключается в упрощении инфраструктуры сетевой безопасности, устраняет необходимость в различных автономных устройствах безопасности, а также обеспечивает ускорение трафика за счет однопроходного сканирования. Платформа Palo Alto Networks решает широкий спектр требований сетевой безопасности, необходимых различному типу заказчиков: от центра обработки данных до корпоративного периметра с условными логическими границами, включающие в себя филиалы и мобильные устройства.

Межсетевые экраны нового поколения Palo Alto Networks дают возможность идентифицировать и контролировать приложения, пользователей и контент – а не просто порты, IP адреса и пакеты – используя три уникальных технологии идентификации: App-ID, User-ID и Content-ID. Эти технологии идентификации позволяют создавать политики безопасности, разрешающие конкретные приложения, необходимые бизнесу, вместо того, чтобы следовать распространенной концепции – «все или ничего», которую предлагают традиционные межсетевые экраны, основанные на блокировке портов.

HP TippingPoint Intrusion Prevention System

TippingPoint - лучшая в отрасли система предотвращения вторжений (Intrusion Prevention System, IPS), не имеющая себе равных по таким показателям, как обеспечиваемый уровень безопасности, производительность, степень готовности и простота использования. TippingPoint - единственная IPS-система, получившая награду Gold Award организации NSS Group и сертификат Common Criteria - фактически является эталоном в области сетевых средств для предотвращения вторжений.

Основополагающая технология в продуктах TippingPoint - механизм подавления угроз Threat Suppression Engine (TSE), реализованный на базе специализированных интегральных микросхем (ASIC). Благодаря сочетанию заказных ASIC, объединительной панели с пропускной способностью 20 Гбит/c и высокопроизводительных сетевых процессоров механизм TSE обеспечивает полный анализ потока пакетов на уровнях 2-7; при этом задержка прохождения потока через IPS-систему составляет менее 150 мкс вне зависимости от количества примененных фильтров. Таким образом осуществляется непрерывная очистка внутрисетевого и интернет-трафика и безошибочное выявление таких угроз, как черви, вирусы, троянские программы, смешанные угрозы, фишинг, угрозы через VoIP, атаки DoS и DDoS, обход систем защиты, “заходящие черви” (Walk-in-Worms), нелегальное использование пропускной способности канала, прежде чем будет нанесен реальный вред. Кроме того, архитектура TSE классифицирует трафик, что позволяет предоставить наивысший приоритет ответственным приложениям.

TippingPoint обеспечивает также текущую защиту от угроз, обусловленными вновь выявленными уязвимостями. Анализируя такие уязвимости для института SANS, специалисты компании TippingPoint, которые являются основными авторами информационного бюллетеня , публикующего наиболее актуальные сведения о новых и существующих уязвимых местах в системе безопасности сети, одновременно разрабатывают фильтры защиты от атак, ориентированных на данные уязвимости, и включают их в состав очередного выпуска Digital Vaccine («цифровая вакцина»). Вакцины создаются для нейтрализации не только конкретных атак, но и их возможных вариаций, что обеспечивает защиту от угроз типа Zero-Day.

«Цифровая вакцина» доставляется заказчикам еженедельно, а в случае выявления критических уязвимостей - немедленно. Устанавливаться она может автоматически без участия пользователя, что упрощает для пользователей процедуру обновления системы безопасности.

На сегодняшний день флагманским продуктом компании является HP TippingPoin Next-Generation Intrusion Prevention System, позволяющая наиболее эффективно контролировать все уровни сетевой активности компании за счёт:

  • Собственных баз данных Application DV и Reputation DV
  • Принятия решения на основании множества факторов, объединённых системой HP TippingPoin Security Management System;
  • Лёгкой интеграции с другими сервисами HP DVLabs

Выводы

Рынок IPS-систем нельзя назвать спокойным. 2013 год принёс две важные сделки, способные внести серьёзные коррективы, как в российском, так и в мировом масштабе. Речь идёт о противостоянии двух «тандемов»: Cisco+Sourcefire против McAfee+Stonesoft. С одной стороны, Cisco удерживает стабильное первое место на рынке по количеству сертифицированных решений, а поглощение такой известной компании, как Sourcefire должно лишь укрепить заслуженное первое место. В то же время, поглощение Stonesoft, по сути, открывает для McAfee отличные возможности экспансии российского рынка, т.к. именно Stonesoft была первой зарубежной компанией, сумевшей получить на свои решения сертификат ФСБ (этот сертификат даёт гораздо больше возможностей, чем сертификат ФСТЭК).

К сожалению, отечественные производители пока не радуют бизнес, предпочитая развивать активность в сфере госзаказа. Такое положение вещей вряд ли положительно скажется на развитии этих решений, так как давно известно, что без конкуренции продукт развивается гораздо менее эффективно и, в конечном счёте, деградирует.

Современные электронные устройства являются практически универсальными. Так, например, смартфон превосходно справляется не только со звонками (их приемом и совершением), но и возможностью бороздить просторы интернета, слушать музыку, просматривать видеоролики или читать книги. Для этих же задач подойдет планшет. Экран является одной из важнейших частей электроники, особенно если он - сенсорный и служит не только для отображения файлов, но и для управления. Ознакомимся с характеристиками дисплеев и технологиями, по которым они создаются. Уделим особое внимание тому, что такое IPS-экран, что это за технология, в чем ее преимущества.

Как устроен ЖК-экран

Прежде всего разберемся, как устроен которым оснащается современная техника. Во-первых, это активная матрица. Она состоит из микропленочных транзисторов. Благодаря им и формируется изображение. Во-вторых, это слой жидких кристаллов. Они оснащены светофильтрами и создают R-, G-, B-субпиксели. В-третьих, это система подсветки экрана, которая позволяет сделать изображение видимым. Она может быть люминесцентной или светодиодной.

Особенности IPS-технологии

Строго говоря, матрица IPS - разновидность технологии TFT, по которой создаются ЖК-экраны. Под TFT часто понимают мониторы, произведенные способом TN-TFT. Исходя из этого, можно произвести их сравнение. Чтобы ознакомиться с тонкостями выбора электроники, разберемся, что такое технология экрана IPS, что это понятие обозначает. Главное, что отличает эти дисплеи от TN-TFT, - расположение жидкокристаллических пикселей. Во втором случае они располагаются по спирали, находятся под углом в девяносто градусов горизонтально между двумя пластинами. В первом (который нас интересует больше всего) матрица состоит из тонкопленочных транзисторов. Причем кристаллы располагаются вдоль плоскости экрана параллельно друг другу. Без поступления на них напряжения они не поворачиваются. У TFT каждый транзистор управляет одной точкой экрана.

Отличие IPS от TN-TFT

Рассмотрим подробнее IPS, что это такое. У мониторов, созданных по данной технологии, есть масса преимуществ. Прежде всего, это великолепная цветопередача. Весь спектр оттенков ярок, реалистичен. Благодаря широкому углу обзора изображение не блекнет, с какой точки на него ни взгляни. У мониторов более высокая, четкая контрастность благодаря тому, что черный цвет передается просто идеально. Можно отметить следующие минусы, которыми обладает тип экрана IPS. Что это, прежде всего, большое потребление энергии, значительный недостаток. К тому же устройства, оснащенные такими экранами, стоят дорого, так как их производство очень затратное. Соответственно, TN-TFT обладают диаметрально противоположными характеристиками. У них меньше угол обзора, при изменении точки взгляда изображение искажается. На солнце ими пользоваться не очень удобно. Картинка темнеет, мешают блики. Однако такие дисплеи имеют быстрый отклик, меньше потребляют энергии и доступны по цене. Поэтому подобные мониторы устанавливают в бюджетных моделях электроники. Таким образом, можно заключить, в каких случаях подойдет IPS-экран, что это великолепная вещь для любителей кино, фото и видео. Однако из-за меньшей отзывчивости их не рекомендуют поклонникам динамичных компьютерных игр.

Разработки ведущих компаний

Сама технология IPS была создана японской компанией Hitachi совместно с NEC. Новым в ней было расположение жидкокристаллических кристаллов: не по спирали (как в TN-TFT), а параллельно друг другу и вдоль экрана. В результате такой монитор передает цвета более яркие и насыщенные. Изображение видно даже на открытом солнце. Угол обзора IPS-матрицы составляет сто семьдесят восемь градусов. Смотреть можно на экран с любой точки: снизу, сверху, справа, слева. Картинка остается четкой. Популярные планшеты с экраном IPS выпускает компания Apple, они создаются на матрице IPS Retina. На один дюйм используется увеличенная плотность пикселей. В результате изображение на дисплее выходит без зернистости, цвета передаются плавно. По словам разработчиков, человеческий глаз не замечает микрочастиц, если пикселей более 300 ppi. Сейчас устройства с IPS-дисплеями становятся более доступными по цене, ими начинают снабжать бюджетные модели электроники. Создаются новые разновидности матриц. Например, MVA/PVA. Они обладают быстрым откликом, широким углом обзора и замечательной цветопередачей.

Устройства с экраном мультитач

В последнее время большую популярность завоевали электронные приборы с сенсорным управлением. Причем это не только смартфоны. Выпускают ноутбуки, планшеты, у которых сенсорный экран IPS, служащий для управления файлами, изображениями. Такие устройства незаменимы для работы с видео, фотографиями. В зависимости от встречаются компактные и полноформатные устройства. мультитач способен распознавать одновременно десять касаний, то есть на таком мониторе можно работать сразу двумя руками. Небольшие мобильные устройства, например смартфоны или планшеты с диагональю в семь дюймов, распознают пять касаний. Этого вполне достаточно, если у вашего смартфона небольшой IPS-экран. Что это очень удобно, оценили многие покупатели компактных устройств.

Цель данной статьи - не просто рассказать о возможностях IPS, но акцентировать внимание на уникальных функциональных возможностях системы, позволяющих решить ряд сложных проблем, с которыми сталкиваются предприятия в процессе конструкторско-технологической подготовки производства и которые отличают IPS от других PLM-систем, представленных на российском рынке.

Интеграция с системами автоматизированного проектирования

Еще с девяностых годов прошлого века компания ИНТЕРМЕХ начала ориентироваться на создание мультикад­решений, не зацикливаясь на интеграции с какой­то одной системой проектирования. Сегодня можно с уверенностью сказать, что из всех отечественных PLM­систем IPS обладает самым большим количеством интеграторов с механическими и электрическими системами автоматизированного проектирования: AutoCAD, BricsCAD, КОМПАС­График, КОМПАС 3D, Inventor, NX, Creo, SolidWorks, Solid Edge, CATIA, Altium Designer, Mentor Graphics, E3.series. Особо отметим, что это уже готовые работающие решения, а не обещания наладить интеграцию в процессе внедрения на предприятии.

В комплект поставки IPS входит универсальный модуль интеграции систем трехмерного проектирования с PLM­системами. Модуль встраивается в интерфейс CAD­системы и предоставляет конструктору доступ к функциям PLM непосредственно из системы проектирования. Модуль обеспечивает автоматическое считывание состава изделий из моделей сборочных единиц, генерацию по моделям конструкторских спецификаций, а также ассоциативную связь между свойствами моделей и атрибутами документов и изделий в PLM­системе. Также этот модуль позволяет организовать коллективную работу конструкторов над моделированием сложных сборок, предоставляя набор функций для синхронизации изменений, которые сделаны различными конструкторами в моделях, входящих в состав головной сборки (рис. 1).

Собственный редактор документов и бланков на основе формата XML

Разработчики IPS не стали надеяться на сторонние офисные пакеты или средства генерации отчетов, а создали собственный редактор структурированных текстовых документов, который использует для хранения данных формат XML. Такое решение позволило унифицировать создание, хранение и обработку любой текстовой конструкторско­технологической документации и реализовать в IPS целый ряд уникальных редакторов, аналогов которым нет ни в одной другой PLM­системе. Например, в комплект поставки IPS входит редактор состава изделий в виде конструкторской спецификации, включая групповые спецификации форм А, Б и В. При этом редактирование спецификации может производиться как в обычной табличной форме, так и в том же виде, в котором она будет выведена на печать. Конструктору также доступно множество функций по оформлению спецификации: автоматическая и ручная сортировка, пропуск строк и простановка позиций, оформление допустимых замен и подборных элементов, вставка примечаний, частей, спецсимволов и формул, связь с системами НСИ и многое другое (рис. 2).

Еще раз подчеркнем, что в IPS редактор спецификаций является именно редактором состава сборочных единиц, а не редактором документов, сформированных на основе состава изделий. Изменения в составе изделия, сделанные в других модулях системы, сразу отражаются в редакторе спецификаций IPS, и наоборот - любые изменения, сделанные в спецификации, сразу отражаются в рабочей копии состава изделий. Таким образом, состав изделия формируется параллельно из нескольких источников: трехмерной модели или двумерного сборочного чертежа, электрической схемы, редактора спецификаций и т.п. При этом каждая связь запоминает свой источник, поэтому обновление состава, например по модели, никогда не удалит позиции, добавленные в состав изделия вручную.

IPS (Intermech Professional Solutions) - универсальная система корпоративного уровня для управления информационными объектами.

IPS позволяет объединить в себе всю информацию о продукции и управлять ею: от концептуального дизайна до сдачи в производство, от изготовления отдельных экземпляров и партий до утилизации отслуживших свой срок изделий.

Программный комплекс IPS обеспечивает высокоэффективное управление данными на всех этапах разработки документации, подготовки производства, выпуска и эксплуатации продукции. Использование продуктов семейства IPS позволяет организовать производство в соответствии со стандартами качества (ISO 9000 и др.), сократить затраты на разработку и производство новых изделий, улучшить качество, сократить сроки выхода продукта на рынок, создать общекорпоративную информационную систему, объединить в единое информационное пространство ресурсы, процессы, продукцию и прочую информацию.

Редактор извещений об изменениях в IPS - тоже не просто редактор документов (рис. 3). Помимо собственно функций оформления извещений (вставка графики, формул, автоматическое заполнение различных граф, сортировка изменений и т.п.), редактор помогает управлять жизненным циклом изменяемых документов и объектов. Например, автоматически выпускает версии включаемых в извещение документов и перемещает их на нужный шаг жизненного цикла (ЖЦ) в момент актуализации извещения. Также извещения используются для автоматизации подбора версий объектов при поиске их состава и применяемости. Есть в системе и множество сервисных функций, помогающих организовать процесс проведения изменений: погасить ПИ, принять предложения по ПР, выпустить ДИ или ДПИ, создать комплект извещений и пр.

Следует также отметить, что проводить изменения документации в IPS можно и в упрощенной форме - через журнал изменений по ГОСТ 2.503­2013, редактор которого также есть в комплекте поставки системы.

Конфигуратор изделий

В ЕСКД существует такое понятие, как исполнение изделия. По одному групповому конструкторскому документу можно выпустить несколько различных исполнений изделия, не выпуская отдельный комплект документов на каждое исполнение. Это решение хорошо работает до тех пор, пока количество исполнений небольшое. Однако сейчас рынок диктует свои условия. Проектируемые изделия должны удовлетворять требованиям как можно большего количества заказчиков, а значит не обойтись без возможности настройки изделия под требования конкретного покупателя. В таких случаях на помощь конструкторам и маркетологам приходит «Конфигуратор изделий» в IPS. Данный модуль позволяет вести состав сложных изделий, обладающих множеством опций и функциональных зависимостей, не прибегая к созданию исполнений для каждого варианта изделия.

Конструктор, проектируя сборочный узел, может настроить набор опций, управляющих составом данного узла. При этом можно настроить правила совместимости значений различных опций, условия их применения, допустимость значений в данной сборке и т.п. Работники маркетинга могут создавать варианты комплектаций изделия, устанавливая значения для основных опций, которые чаще всего востребованы заказчиками в данном изделии. При оформлении заказа покупатель выбирает вариант комплектации изделия, доопределяет не заданные в комплектации значения опций и система формирует точный состав и комплект документации на конкретное изделие, отвечающее требованиям заказчика.

Распределенная работа крупных холдингов и филиалов предприятий

Наличием веб­интерфейса у информационных систем сейчас никого уже не удивишь. Большинство отечественных PLM обзавелись собственными средствами доступа в базу данных из веб­браузеров. Есть такой интерфейс и у IPS. Но что делать, если Интернет на рабочем месте по соображениям безопасности недоступен? Либо внешние каналы связи работают медленно и нестабильно? Как обеспечить быструю и стабильную работу сотен пользователей независимо от внешних факторов и каналов связи между предприятиями?

В составе IPS есть уникальное решение - служба IPS WebPortal. Суть данного решения в том, что каждое предприятие или филиал работает в собственной локальной сети со своей базой данных, а IPS WebPortal обеспечивает информационный обмен между этими локальными базами (узлами информационной сети) по внешним каналам связи через центральную базу данных портала, причем сама передача данных может производиться в offline­режиме (рис. 4). Такой способ работы значительно снижает требования к стабильности и пропускной способности внешних каналов связи, а также повышает безопасность данных, так как информационные узлы получают доступ только к опубликованной для них на портале информации, а не ко всем базам данных удаленных предприятий.

Функционал IPS WebPortal позволяет организовать распределенный документооборот, управление распределенными проектами, обмен информационными объектами в пакетном режиме, а также автоматическую репликацию изменений между различными базами данных. Программный интерфейс IPS WebPortal оформлен в виде стандартизованных веб­сервисов. Такой подход значительно упрощает подключение к порталу других информационных систем, позволяя использовать его в качестве средства обмена данными между различными информационными системами предприятий.

Передача документации заказчику

Еще одна проблема, решение которой хотелось бы рассмотреть подробнее, - это передача утвержденной документации на предприятия, на которых либо нет PLM­системы, либо PLM не поддерживает механизм электронных подписей. Выгрузить комплект электронных документов можно из любой PLM. Но как убедиться в том, что эти документы утверждены и подписаны всеми заинтересованными лицами? И как проверить, не изменялись ли переданные файлы с момента их подписания?

Для этой цели в IPS предусмотрена функция автоматического формирования информационно­удостоверяющих листов по ГОСТ 2.051­2013. При передаче твердых копий эти листы можно распечатать и, при необходимости, заверить «мокрой» подписью. При передаче электронной документации файлы удостоверяющих листов автоматически извлекаются на диск совместно с файлами документов. Листы содержат контрольные суммы подписанных файлов, что позволяет удостовериться в неизменности подписанных данных (рис. 5).

Если подписание документов в IPS производилось квалифицированными электронными подписями, то система имеет возможность выгрузки файлов подписей на диск в формате PKCS. Эти подписи могут быть проверены получателем документации с помощью любых средств проверки, понимающих стандарт PKCS. Можно также воспользоваться специальной программой проверки ЭП, которая поставляется вместе с IPS и может быть передана сторонним организациям вместе с комплектом подписанной документации.

Защита файлов документов на рабочих станциях

Все PLM­системы хранят файлы документов на защищенных серверах и предоставляют к ним доступ только в соответствии со своими правилами безопасности. Однако для редактирования документа во внешнем редакторе файл документа извлекается на диск рабочей станции либо на сетевой ресурс, открытый для доступа рабочим станциям. Таким образом, информация выводится из­под контроля PLM­системы, создавая угрозу безопасности данных. Для решения данной проблемы в состав IPS входит служба защиты файлов на рабочих станциях. Эта служба защищает рабочий каталог пользователя на уровне файловой системы NTFS, предоставляя доступ к нему только определенному пользователю и только после его авторизации в IPS. Как только пользователь выгружает клиент IPS любым доступным ему способом, доступ к каталогу пользователя автоматически блокируется.

Расширенные средства поиска информации

Помимо выборок, классификаторов и рабочего стола, которые в том или ином виде встречаются во всех отечественных PLM, разработчики IPS предложили целый ряд технических решений, значительно ускоряющих поиск информации в системе. Например, в окне Недавние объекты автоматически ведется список объектов, с которыми пользователь работал последнее время - своего рода рабочий стол, который не нужно пополнять и чистить вручную. А с помощью контекстных выборок можно искать информацию, используя свойства выбранного в системе объекта. Условия таких выборок могут содержать не константы, а ссылки на атрибуты объекта, относительно которого идет поиск информации. Например, можно быстро найти все детали, сделанные из такого же материала, не указывая в условиях поиска сам материал.

Следующий интересный механизм - общий индекс для быстрого поиска информационных объектов с учетом словоформ и коррекцией ошибок ввода. В индекс попадает информация из всех атрибутов, указанных администратором для индексации, включая содержимое файлов документов. При этом поиск информации для конечного пользователя значительно упрощается - ему не нужно создавать или находить выборки, достаточно просто ввести искомую строку в поле над списком объектов. Рядом располагается список часто используемых фильтров, с помощью которых можно еще более сузить область поиска объектов, добавив дополнительные условия фильтрации. Общий список фильтров настраивается администраторами системы, а пользователь может создавать свои персональные фильтры по аналогии с персональными выборками (рис. 6).

В IPS также есть специальный инструмент для поиска объектов по связям - схемы поиска объектов. Схема поиска - это именованный набор настроек и условий, согласно которым система ищет состав или применяемость объекта на один или множество уровней вложенности. С системой поставляется множество готовых схем поиска: для сбора полного комплекта документов на изделие или заказ, для поиска применяемости в головных изделиях, для поиска различной технологической информации и т.д. Администраторы могут расширять список схем, причем для каждой роли можно настроить собственный набор схем поиска в зависимости от обязанностей, которые выполняют пользователи, заходя в систему в данной роли.

Еще одна интересная тема - поиск электронного документа по его твердой копии. Такой вопрос может возникнуть даже в том случае, если на предприятии хорошо поставлена работа службы ОТД и все устаревшие копии документов отзываются своевременно. Зачастую вообще невозможно точно узнать, с какой именно версии документа создавалась данная твердая копия, если она еще не была поставлена на учет в ОТД и не получила соответствующий инвентарный номер. В таком случае может помочь технология штрихкодирования документов, реализованная в IPS. Суть технологии в том, что при распечатке документа в определенной области штампа выводится штрих­код, в котором закодирован идентификатор данной версии документа в PLM­системе. При наличии сканера штрих­кодов процесс поиска такого документа в базе данных занимает пару секунд.

Управление требованиями

Функционал управления требованиями давно стал обязательным в зарубежных PLM­системах, однако отечественные производители не спешат с его реализацией, ссылаясь на отсутствие спроса со стороны пользователей. Тем не менее руководство предприятий понимает, что максимально точное выполнение технического задания минимизирует количество проблем, возникающих в процессе приемки изделия заказчиком. И управление требованиями в данном контексте - это часть общей системы контроля качества продукции на предприятии. Ведь ошибки, допущенные на самой ранней стадии проектирования, являются самыми дорогостоящими. Какой вообще смысл делать продукт, который не отвечает требованиям заказчика и нормативным документам?

Учитывая всё вышесказанное, компания ИНТЕРМЕХ включила в комплект поставки IPS модуль управления требованиями. Данный модуль позволяет создать дерево требований, которым должно соответствовать проектируемое изделие, на основе технического задания, разработанного в MS Word (рис. 7). Администратор системы задает критерии, которым должны соответствовать объекты технических требований для перевода на шаг ЖЦ Выполнено (например, наличие подписей ответственных лиц). Система отслеживает выполнение всех пунктов технического задания и не дает перевести его на шаг Выполнено до тех пор, пока все требования не будут удовлетворены. Также имеется возможность на основе дерева требований сформировать проект IMProject для организации и планирования работ по исполнению технического задания.

Вместо эпилога

К сожалению, объем одной статьи не позволяет провести подробный анализ всех особенностей системы. Поэтому кратко перечислим, какой еще функционал отличает IPS от других отечественных PLM­систем:

  • подсистема поиска 3D­моделей по геометрическому подобию;
  • встроенный механизм форумов для организации обсуждения любого проекта, извещения или информационного объекта непосредственно в системе;
  • встроенная экспертная система для расчета значений атрибутов, проверки условий и генерации документов, ведомостей и отчетов произвольной сложности;
  • визуализатор связей для наглядного представления взаимосвязей между информационными объектами в виде ориентированного графа;
  • расширенные средства аннотирования документов, включая подсистему создания графических замечаний для документов произвольных форматов;
  • архивы для упорядоченного хранения документов и контроля прав доступа к ним;
  • механизм итераций, позволяющий в любой момент сохранить состояние (атрибуты, файлы и связи) выбранных объектов с возможностью возврата объектов в данное состояние;
  • встроенный органайзер для удобного доступа к задачам, письмам и различным оповещениям непосредственно на календаре;
  • системный планировщик для автоматического выполнения различных процедур, скриптов и задач по расписанию;
  • встроенные средства масштабирования защищенного хранилища файлов документов, а также средства миграции редко используемых данных на медленные носители информации;
  • поддержка СУБД ЛИНТЕР, включая ЛИНТЕР БАСТИОН, сертифицированный ФСТЭК России и Министерством обороны РФ;
  • автоматическое переподключение клиентов к серверу при потере и восстановлении связи;
  • средства автоматического развертывания и обновления клиентов на рабочих станциях.

Таким образом, IPS обладает рядом преимуществ, которые делают систему максимально удобной для использования на отечественных предприятиях и позволяют значительно сэкономить время и снизить затраты в процессе конструкторско­технологической подготовки производства.

на сайте компании Бюро ESG и в журнале «САПР и графика». И.Фертман – председатель совета директоров Бюро ESG,
А.Тучков – технический директор Бюро ESG, к.т.н.,
А.Рындин – заместитель коммерческого директора Бюро ESG.

В своих статьях сотрудники Бюро ESG неоднократно освещали тему информационного обеспечения различных стадий жизненного цикла изделий. Время вносит свои коррективы, вызванные постоянным развитием информационных технологий и необходимостью модернизации внедренных решений. С другой стороны, сейчас явно прослеживается тенденция к использованию программного инструментария, отвечающего требованиям отечественной нормативной базы и принятым у нас в стране производственным процессам. Именно эти реалии, а также накопленный опыт автоматизации деятельности проектных предприятий побудили нас написать эту статью.

Современное состояние автоматизации конструкторской деятельности, производства и информационной поддержки последующих стадий ЖЦ изделий

Компания Бюро ESG имеет большой опыт проведения работ по внедрению систем электронного архива, PDM, PLM, систем управления инженерными данными в самых разных отраслях: судостроении (ОАО «Балтийский завод» - Рособоронэкспорт, ОАО «Севмаш», ЗАО «ЦНИИ Судового машиностроения»), машиностроении (ОАО СПб «Красный Октябрь»), промышленном и гражданском строительстве (ПФ «Союзпроектверфь», ОАО «Гипроспецгаз»), атомной отрасли (ОАО «Атомпроект», ОАО «Росжелдорпроект») и на многих других предприятиях и организациях, перечисление которых не входит в цели и задачи статьи.

Подчеркнем, что внедрения проводились на базе использования различных программных систем: TDMS, Search, SmartPlant Fondation, Autodesk Vault и других, в том числе собственной разработки. Использование той или иной программной среды обусловлено отраслью, стоящими задачами и прочими факторами. Именно обширный опыт, накопленный Бюро ESG по перечисленным направлениям, позволяет нам обрисовать общую картину внедрения систем электронных архивов, систем документооборота PDM и PLM на российских предприятиях.

Современную конструкторскую, производственную деятельность, поддержку эксплуатации, модернизации и утилизации изделий невозможно представить без использования различного рода автоматизированных систем: CAD (САПР), CAM, PDM, систем технологической подготовки производства, PLM-систем. Общую картину иллюстрирует рис. 1.

Рис. 1. Общая картина автоматизации

Как правило, все перечисленные и не перечисленные средства автоматизации присутствуют лишь в некоторой степени, чаще на начальных стадиях ЖЦ изделий - конструкторской деятельности и производстве. На последующих же стадиях ЖЦ степень информационной поддержки процессов иногда крайне низка. Приведем лишь некоторые характерные для наиболее автоматизированных стадий ЖЦ примеры, иллюстрирующие реальную картину.

Заявления о «внедрении PDM или PLM-технологий» на практике часто оказываются лишь внедрением системы электронного архива и документооборота КД и ТД, TDM, и не более. Причины:

  • «игра слов» - это когда для создания функционала электронногоархива и документооборота КД и ТД использована дорогостоящая PDM-система (что часто трактуется как «внедрение PDM-технологии», хотя такого нет, налицо лишь внедрение электронного архива и/или TDMс использованием ПО - PDM-системы);
  • подмена понятий - когда в названии программного средства присутствует аббревиатура «PDM» или «PLM», но система по роду решаемых задач не является таковой и, опять же, в лучшем случае решает две задачи, но чаще одну из двух:
  • управление работой конструкторов на уровне документов, а иногда и 3D-моделей,
  • управление электронным архивом КД и ТД.
Приведем пример: опыт компании Бюро ESG, включающий работы по созданию макета информационной модели военного корабля, показал, что на стадии ЖЦ эксплуатации наиболее важна, увы, не информация проектанта и строителя, а эксплуатационная документация, интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР). Крайне необходима на стадии ЖЦ эксплуатации логистическая поддержка, позволяющая в кратчайшие сроки пополнить ЗИП. Очень часто ни одна система, позиционируемая производителем как PLM, не решает «по умолчанию» задач эксплуатации, хотя, не будем отрицать, такая система вполне может быть использована при соответствующих доработках, например, и для решения вопросов логистики. Заметим, что по эффективности и затраченной на доработку трудоемкости такой подход эквивалентен использованию бухгалтерской или ERP-системы для управления конструкторской деятельностью или текстового редактора для разработки конструкторских чертежей.

Стараясь быть объективными в оценках, не будем дальше сгущать краски, а всего лишь заметим:

  • современная автоматизация конструкторской деятельности, производства, поддержки последующих стадий ЖЦ изделий часто включает лишь элементы PDM и PLM;
  • часто внедрения PDM и PLM- не более чем создание электронного архива и документооборота КД и ТД;
  • говорить о полном внедрении технологии PLM для всех стадий жизненного цикла изделия преждевременно.

Причины перехода на новую платформу

Несмотря на выводы предыдущего раздела статьи, отметим, что очень часто на предприятии, где внедрен электронный архив, конструкторский документооборот, автоматизированная система технологической подготовки производства, элементы PDM/PLM, работа без внедренных средств уже не представляется возможной. Это -основной показатель внедрения. В работе нашей компании был случай, когда при сбоях, произошедших в ЛВС Заказчика не по нашей вине, стал недоступен сервер электронного архива одного машиностроительного предприятия. Время от первого сбоя до первого звонка с предприятия в наш офис специалистам по техподдержке составило менее минуты. При этом все эмоциональные заявления объединяло одно -«без доступа к БД предприятие не может работать». На наш взгляд, это наиболее весомый практический показатель, превзошедший все теоретические выкладки.

Причины перехода к новым технологиям и платформам, а также расширению внедренного функционала можно отнести к нескольким группам.

Развитие технологий и средств проектирования
Один из важных факторов перехода к новым технологиям, программным решениям и расширению внедренного функционала системы конструкторского документооборота, автоматизированной системы технологической подготовки производства, элементам PDM/PLM на стадиях работы конструкторов и производства - появление средств трехмерного проектирования и законодательной базы, определяющей работу с электронными моделями.

Как уже говорилось, в большинстве случаев «внедрения PDM и PLM» речь идет о TDM, электронном архиве и документообороте КД и ТД. Такие решения (независимо от среды, в которой они строились) на практике, как правило, работают с двумерными КД и ТД. Исторически на большинстве предприятий, где реализованы подобные внедрения, в новые системы часто «перекочевали» принципы и подходы работы с двумерной конструкторской и технологической документацией с некоторыми «модернизациями» для электронных двумерных документов. Например, согласно ГОСТ 2.501-2006 изменения в электронные документы вносятся в новую версию. ГОСТ 2.503-90, описывающий внесение изменений «на бумаге», допускает вносить изменения непосредственно в чертеж (зачеркиванием, подчисткой (смывкой), закрашиванием белым цветом, введением новых данных)или создавать новые документы, их листы с заменой исходных, по сути -создавать версии. Пример иллюстрирует, что «модернизации» не так уж существенны, а порядок работы с двумерным электронным документом практически повторяет работу «с бумагой».

Да и сами средства электронного архива и документооборота КД и ТД, успешно внедренные в свое время, очень часто просто не поддерживают подходы к работе с 3D-моделью, а внедренная ранее информационная система, как правило, устарела и не содержит современных механизмов интеграции, позволяющих провести эффективную доработку.

Интеграция и оптимизация производственных процессов
Следующий фактор - интеграция и оптимизация производственных процессов. Очень часто наши заказчики испытывают законное желание максимально автоматизировать всю производственную цепочку. Например, вполне логично, что для написания техпроцессов технологу полезно иметь доступ к результатам работы конструктора. Несомненно, хотелось бы иметь некую единую интегрированную среду, причем, совсем не важно, как построена такая среда - в рамках одной или нескольких систем. Главное - сквозная передача данных между участниками производственных процессов, использование и поддержка актуальной информации.
Создание интегрированных территориально разнесенных сред
Очень часто внедренные ранее системы не содержат необходимого функционала, а встроенные средства его расширения не позволяют добиться желаемого -расширить функционал или организовать необходимое интеграционное взаимодействие с другими системами. Часто КБ и производства территориально разнесены. Иногда же существующие средства не отвечают современным представлениям об эффективной автоматизации. Например, для обмена информацией между системами в судостроении применяются файлы обмена (транспортные массивы). Нередко средством организации интеграционного взаимодействия являются только COM– технология. При этом современные системы позволяют эффективно организовать территориально распределенные БД, работу с инженерными данными, обмен ими между удаленными КБ, КБ и производством.
Экономические причины
Несомненно, в любых условиях экономическая составляющая перехода к использованию новых платформ не нова, но сегодня имеет две основные составляющие:
  • вложения в новую платформу должны принести экономический эффект;
  • заказчики выражают желание снизить вложения и не зависеть в ряде отраслей от зарубежных производителей.

Система IPS

По ряду причин мы не будем останавливаться на известных западных средствах автоматизации. В этом разделе мы постараемся перечислить решения: системы электронного конструкторского архива, документооборота, PDM, PLM, реально адаптированные к отечественным процессам, действующей нормативной базе РФ для КБ и производства, с одной стороны, и учитывающие современное состояние и наличие систем автоматизации проектирования, СУБД, сетевого оборудования и взаимодействия, с другой стороны. С приведенной оговоркой, выбор, увы, не так велик -возможно, кто-либо аргументированно возразит (за что мы заранее благодарны), но на отечественном рынке просматриваются всего лишь три решения:
  • система IPS производства компании «Интермех»;
  • система ЛОЦМАН:PLM производства компании «Аскон»;
  • система T¬Flex производства компании «Топ Системы».
Целью статьи является отнюдь не формализованное сравнение этих трех систем по принципу «наличия или отсутствия» той или иной функции. Наш опыт показывает, что в большинстве случаев подобный подход весьма субъективен и некорректен. В связи с этим мы сегодня ограничимся описанием лишь одной системы IPS.
Общий функционал
Система представляет собой модульное решение, автоматизирующее конструкторские и производственные задачи -групповую работу конструкторов, конструкторский документооборот, реализацию системы электронного архива, ведение технологической подготовки производства, организацию интеграционного взаимодействия с прочими системами Предприятия.

Общая структура системы IPS приведена на рис. 2.

Рис. 2. Общая структура IPS

Гетерогенность среды IPS
Не секрет, что подавляющее большинство подобных средств является разработками производителей CAD-систем. При этом каждый производитель изначально решал маркетинговую задачу привлечения заказчиков в работе с набором «своих» программных продуктов. К слову, такая концепция присуща программным решениям не только в области автоматизации конструкторской деятельности и производства и не только в нашей стране, а выражает общемировую тенденцию. Некоторое время назад подобный подход претерпел изменения, и сегодня, как правило, любой производитель PDM/PLM-системы утвердительно ответит на вопрос о наличии программного взаимодействия с «неродными» для него CAD-системами.

Систему IPS стоит отметить не как изначально созданную от «какой-нибудь родной» для нее CAD-системы. Концепцию IPS можно охарактеризовать жаргонизмом «всеядность», наиболее точно характеризующим ее отношения к средствам проектирования, используемым в КБ. При этом в реализации IPS отражена сложившаяся тенденция наличия на предприятиях множества CAD-систем. При этом отметим, что иногда такое «изобилие средств проектирования» в ряде случаев -лишь «эхо эпохи спонтанной автоматизации», а в ряде случаев - результат экономически обоснованной политики, обусловленной, в свою очередь, сложностью и спектром проектируемых изделий. IPS одинаково успешно работает со следующими CAD-системами:

  • AutoCAD;
  • Autodesk Inventor;
  • BricsCAD;
  • Catia;
  • Pro/ENGINEER/PTC Creo Parametric;
  • Solid Edge;
  • SolidWorks;
  • КОМПАС-3D;
  • КОМПАС-График.
А кроме того - с системами проектирования печатных плат электронных изделий (ECAD): Mentor Graphics и Altium Designer.
Возможности настройки функционала
Платформа IPS позволяет гибко настраивать функционал. При настройках могут быть использованы встроенные средства (без программирования). Для реализации же уникального функционала могут применяться внешние среды программирования для написания программ-плагинов.

Важным аспектом автоматизации проектирования, производственной деятельности, внедрения электронного архива, PDM/PLM-технологий на современном предприятии является то, что начинать приходится отнюдь не «с чистого листа». Кроме того, как правило, уже в той или иной степени организовано хранение информации в электронном виде (электронный архив), нередки успешные внедрения конструкторского документооборота, элементов PDM и PLM. В более «продвинутых» случаях существует единое информационное пространство, организовано межсистемное взаимодействие. При этом, с одной стороны, внедренные и успешно эксплуатируемые средства требуют модернизации, связанной с переходом на новые технологии (например, при внедрении трехмерных CAD-систем). С другой стороны, ранее накопленные БД, технические и организационные подходы должны и могут быть применены при внедрении новых технологий. Например, БД «двумерной» документации на ранее произведенные изделия вовсе не теряет своей актуальности при переходе к использованию 3D-CAD-систем (изделия эксплуатируются, модернизируются, производятся вновь независимо от того, как они спроектированы -«на плоскости» или «на бумаге»).

Организация территориально распределенной работы
Добавим, что система IPS позволяет реализовывать территориально разнесенные решения как в рамках одной стадии ЖЦ изделия, например при проектировании одним или несколькими КБ, так и в рамках различных стадий. При этом возможны, например, проектирование изделия одним или несколькими КБ и удаленный доступ технологов одного или нескольких разнесенных производств к результатам работы конструкторов, автоматизация технологической подготовки производства с использованием соответствующих модулей IPS. Механизм публикаций документов и моделей позволяет удаленному от КБ предприятию вносить аннотации, инициализировать проведение изменений, работая в единой территориально распределенной среде.

Общая структура организации распределенной работы IPS приведена на рис. 3.

Рис. 3. Организация территориально распределенной работы IPS

Пример перехода КБ к использованию IPS
Приведем реальный пример перевода с ранее внедренной системы электронного архива, документооборота с элементами PDM и PLM в одном из крупных КБ. Основные причины проведения работ:
  • переход конструкторских подразделений к трехмерному проектированию;
  • отсутствие технической возможности поддержки работы с 3D-CAD-системами у существующей системы электронного архива и документооборота КД с элементами PDM и PLM;
  • устаревшая архитектура существующей системы и невозможность ее дальнейшего масштабирования;
  • требования к территориально разнесенному взаимодействию КБ с другими КБ и производством.
Результаты работ:
  • проработка вопросов миграции данных из существующей системы в IPS;
  • проработка вопросов миграции процессов из существующей системы в IPS;
  • программное решение - подсистема интерфейсного взаимодействия между существующей системой и IPSдля обеспечения интеграционного взаимодействия систем, позволяющая осуществить «плавный переход»;
  • сформулирована организационная составляющая перехода к использованию новой системы с учетом оптимизации временных и ресурсных затрат.
Первый этап - разработка технологии и программно-технических решений - проводился на ранее спроектированном, «пилотном» изделии.

В настоящее время, согласно графику работ, специалисты нашей компании выполняют следующий этап работ, основанный на полученных ранее результатах: сопровождение проектирования двух реальных изделий 3D-CAD-систем и системы IPS.

Заключение

  • Часто этапы автоматизации КБ и предприятий, позиционируемые как реальные внедрения PDM/PLM-технологий, представляют собой создание электронных архивов, систем документооборота КД и ТД, TDM (чаще для двумерных документов). В большинстве случаев можно говорить лишь о реальном внедрении элементов PDM и PLM;
  • с переходом к трехмерному проектированию ранее внедренные системы электронного архива и документооборота КД и ТД, внедренные элементы PDM и PLMдалеко не всегда отвечают новым требованиям;
  • перевод на новые платформы систем электронного архива и документооборота КД и ТД, элементов PDM и PLM-непростая, но вполне решаемая задача, требующая разработанного компанией Бюро ESG системного подхода, лишь частично освещенного в статье.

Список литературы

  1. Турецкий О., Тучков А., Чиковская И., Рындин А. Новая разработка компании InterCAD -система хранения документов и 3D-моделей// REM. 2014. № 1.
  2. Тучков А., Рындин А. О путях создания систем управления инженерными данными// REM. 2014. № 1.
  3. Казанцева И., Рындин А., Резник Б. Информационно-нормативное обеспечение полного жизненного цикла корабля. Опыт Бюро ESG// Korabel.ru. 2013. № 3 (21).
  4. Тучков А., Рындин А. Системы управления проектными данными в области промышленного и гражданского строительства: наш опыт и понимание// САПР и графика. 2013. № 2.
  5. Галкина О., Кораго Н., Тучков А., Рындин А. Система электронного архива Д’АР - первый шаг к построению системы управления проектными данными// САПР и графика. 2013. № 9.
  6. Рындин А., Турецкий О., Тучков А., Чиковская И. Создание хранилища 3D-моделей и документов при работе с трехмерными САПР// САПР и графика. 2013. № 10.
  7. Рындин А., Галкина О., Благодырь А., Кораго Н. Автоматизация потоков документации -важный шаг к созданию единого информационного пространства предприятия // REM. 2012. № 4.
  8. Петров В. Опыт создания единого информационного пространства на СПб ОАО «Красный Октябрь» // САПР и графика. 2012. № 11.
  9. Малашкин Ю., Шатских Т., Юхов А., Галкина О., Караго Н., Рындин А., Фертман И. Опыт разработки системы электронного документооборота в ОАО «Гипроспецгаз»// САПР и графика. 2011. № 12.
  10. Санёв В., Суслов Д., Смирнов С. Использование информационных технологий в ЗАО «ЦНИИ судового машиностроения// CADmaster. 2010. № 3.
  11. Воробьев А., Данилова Л., Игнатов Б., Рындин А., Тучков А., Уткин А., Фертман И., Щеглов Д. Сценарий и механизмы создания единого информационного пространства// CADmaster. 2010. № 5.
  12. Данилова Л., Щеглов Д. Методология создания единого информационного пространства ракетно-космической отрасли// REM. 2010. № 6.
  13. Галкина О.М., Рындин А.А., Рябенький Л.М., Тучков А.А., Фертман И.Б. Электронная информационная модель изделий судостроения на различных стадиях жизненного цикла// CADmaster. 2007. № 37a.
  14. Рындин А.А., Рябенький Л.М., Тучков А.А., Фертман И.Б. Технологии обеспечения жизненного цикла изделий // Компьютер-ИНФОРМ. 2005. № 11.
  15. Рындин А.А., Рябенький Л.М., Тучков А.А., Фертман И.Б. Ступени внедрения ИПИ-технологий// Судостроение. 2005. № 4.