Типовые решения
Отраслевые решения
О платформе STOR-M3
Как ознакомиться с системой
Технические характеристики
Поддержка
Обучение





Отправьте запрос:

Организация:
ФИО:
Должность:
Контактный телефон:
Город:
E-mail:
Откуда о нас узнали:
Доступ к демо-версии:
Вопрос:

Аппаратное обеспечение электронного конструкторского документооборота


Игорь Фертман
Александр Тучков
Кирилл Попов

Принципы создания программно-технических комплексов электронных архивов технической документации
Оживление экономики и существенный промышленный рост в последнем году столетия привел к осознанию того, что на производствах накопился огромный объем бумажных технических документов. На некоторых предприятиях-гигантах этот объем достигает 6 миллионов единиц хранения инженерной документации разных форматов (от А5-А4/2 до нескольких А0), разного количества листов и большой разнородности (конструкторская и технологическая документация, чертежи, схемы, карты, текстовые и табличные документы, спецификации, ведомости...). До сих пор эксплуатируются объекты, документация на которые выпущена в первой половине XX века (и это еще не предел) и находится в плачевном состоянии.
В наш электронный век, когда компьютерные технологии становятся неотъемлемой частью практически любых проектных работ, все острее встает вопрос об интеграции старых наработок в современные проекты. Пути интеграции уже неоднократно рассматривались на страницах нашего журнала (http://www.cadmaster.ru/art_list_order_by_rubric.cfm?iR=3), а вот сопутствующая задача организации электронного архива поднимается впервые. Очевидно, что кроме повышения оперативности доступа к электронному архиву со стороны различных инженерных служб, такой архив обладает повышенной надежностью и долговечность хранения.
К сожалению, несмотря на то, что иногда вся инженерная документация подготавливается сразу в электронном виде, все последующие согласования и утверждения проводятся в традиционном бумажном виде. Отсутствие нормативных документов, регламентирующих использование полностью электронных версий документа, препятствует тотальному переходу на электронный инженерный документооборот. Да и невозможность утверждения документов только с помощью электронной подписи накладывает серьезные ограничения
Тем не менее, наиболее активные в области автоматизации предприятия уже производят сканирование имеющихся инженерных документов в электронный архив (вместе с подписями), объявляют их "электронными подлинниками" и все последующее размножение производят непосредственно из электронного архива.
Наполнение, эксплуатация и эффективное использование такого архива возможно только когда в его составе обеспечиваются:
• перевод в электронный вид (сканирование) уже имеющихся бумажных документов;
• запись в электронный архив "электронных копий" бумажных документов, либо "электронных документов", разрабатываемых с использованием САПР;
• хранение электронного архива на оперативных (HDD, RAID) и долгосрочных накопителях (CD, DVD и т.п.), оперативный доступ к архивным данным (поиск, просмотр, размножение, выкопировка);
• вывод и тиражирование инженерной документации из электронного архива по заявкам.
При создании электронного архива надо учитывать особенность инженерной документации, которая может быть различных форматов. Условно любой технический документ можно отнести к широкоформатным (А2-А0+) и узкоформатным (А5-А3). К сожалению, требования к аппаратным средствам для обработки широкоформатных и узкоформатных документов совершенно разные, поэтому и аппаратное обеспечение для обработки каждой группы документов чаще бывает разное.
Все инженерные документы условно можно разбить на графические (чертежи, схемы), текстовые (пояснительные записки, технические требования) и табличные (спецификации, ведомости). Если в архив помещать документы, как простые электронные копии бумажных (т.е. хранить их в растровом формате), то здесь такое деление несущественно. А вот для дальнейшей работы - распознавания текстов, таблиц, векторизации графических документов и т.п. придется применять совершенно разные программные средства.
Заметим, что различные предприятия находятся на разных стадиях готовности для внедрения электронного архива. На некоторых производствах не в новинку размножение инженерной документации на репрографических комплексах и тиражирование электронных копий на инженерных системах цифрового копирования, кто-то только освоил сканирование бумажной документации для целей САПР и вывод чертежей на плоттере, а на некоторых предприятиях нет вообще никакого опыта.
При принятии решения о внедрении электронного архива необходимо принимать во внимание, что процесс его заполнения - это задача не одного месяца, и закупка программных и технических компонентов также может быть растянута минимум на один год.
Состав программно-технических компонентов для создания электронного архива
Структурная схема организации электронного архива инженерной документации представлена на рис. 1.
Электронный архив документов Алее Архив, сканирование документов
Рис. 1
Программно-технический комплекс электронного архива состоит из следующих компонентов:
сканер или сканер/копир для ввода узкоформатной документации;
сканер или репрографический комплекс для сканирования широкоформатной документации;
• средства оперативного накопления и хранения электронного архива;
• аппаратура долговременного накопления и хранения документов электронного архива;
• устройство вывода и тиражирования узкоформатной документации;
• плоттер или репрографический комплекс для печати и тиражирования широкоформатной документации;
• программные средства организации электронного архива.
Заметим, что в зависимости от объема электронного архива, количества тиражируемой документации, числа требуемых копий (например, передаваемых на завод-изготовитель), опыта предприятия в области САПР каждый из компонентов может быть представлен разными устройствами. Например, при небольшом потоке сканированных документов электронный архив на первом этапе может храниться на обычных накопителях из жестких дисков, с последующим переходом на дисковые массивы, CD и/или DVD-библиотеки. На начальном этапе для тиражирования документации также могут использоваться уже существующие принтеры и плоттеры.
Цель данной статьи - рассмотреть варианты вышеперечисленных компонентов. От простых персональных до высокопроизводительных, ресурсы которых обеспечивают потребности целого предприятия. Например, плоттер репрокомплекса ОСЕ TDS800 с производительностью 10 погонных метров в минуту, в состоянии обеспечить потребности КБ, насчитывающего несколько сотен рабочих мест, в выпуске и тиражировании широкоформатной инженерной документации.
Сканеры и копиры/сканеры для сканирования узкоформатной документации
Всю узкоформатную инженерную документацию, которую необходимо сканировать, можно подразделить на 3 группы:
• сброшюрованные комплекты технической документации, которые нежелательно разброшюровывать;
• пачки листов технической документации одного формата, для которых желательно использовать пакетное сканирование;
• пачки листов технической документации одного или разных форматов на ветхих или покоробленных носителях.
Начнем с того, что предлагаемые на рынке и представленные во всех магазинах персональные листовые и планшетные офисные сканеры предназначены, в основном, для применения в "бытовых" условиях (сканирование нескольких листочков, фотографий, слайдов и т.п.). Для больших объемов и промышленных нагрузок такое оборудование не очень приспособлено. Безусловно, его тоже можно применять, но скорее на стадии экспериментов или в самом начале опытной эксплуатации.
Для сканирования сброшюрованной документации самыми производительным решением является книжный сканер. Это довольно специфическое и малораспространенное оборудование. На российском рынке хорошо себя зарекомендовали сканеры японской компании ImageWare под общим названием BookEye. Эти сканеры предназначены для сканирования книг, брошюр, фолиантов и других сброшюрованных и/или переплетенных материалов.

Электронный архив документов Алее Архив, сканирование документовЭлектронный архив документов Алее Архив, сканирование документов
Учитывая специфику сброшюрованной инженерной документации, наилучшим решением для наших целей будет сканер формата А3, обеспечивающий сканирование только в монохромном режиме (например, BookEye DBS-2 Greyscale).
Заметим, что на самом деле книжный сканер может обеспечить сканирование документов всех трех групп, но темп сканирования может не удовлетворить потребности, т.к. скорость работы оператора ограничена. Да и возможности ошибок позиционирования и порядка сканирования не исключены.
Для сканирования пачек технической документации наилучшим образом подходят пакетные сканеры. На российском рынке уже дано для таких целей предлагаются сканеры компаний Fujitsu и Canon. Однако для инженерных документов больше подходят сканеры немецкой компании InoTec. Пакетные сканеры этой компании под общим названием Scamax позволяют сканировать не только разноформатные документы (буквально от трамвайного билетика и заканчивая форматами A3), но обладают другими замечательными возможностями. Например, эти сканеры можно оснастить ультразвуковыми сенсорами для разделения листов в пачке (далеко не вся техническая документация отпечатана на мелованной бумаге высокого качества) и принтером штрих-кода для маркировки и инвентаризации отсканированных документов. Сканеры InoTec Scamax вообще чрезвычайно гибки в конфигурации... Их можно оснастить блоками удаления пыли, двухкоординатного повышения контрастности, двухстороннего сканирования... Но самое главное - совсем не обязательно снабжать сканер всеми возможными функциями. Достаточно определить базовую модель (Scamax 2600, Scamax 4000 и Scamax 5000), а все расширения приобретать по мере надобности.
При комплектовании рабочего места для промышленного сканирования надо учитывать, что высокий темп обработки документов (а у старшей модели Scamax 5000 - это 155 листов с двух сторон в минуту) потребует компьютер с хорошими вычислительными возможностями. Ведь сканированные изображения нужно успевать обрабатывать.
Для сканирования ветхих и покоробленных документов можно использовать либо сканер ImageWare BookEye, либо сканер InoTec Scamax 5000, который позволяет подавать материал на приемный лоток вручную, фактически со скоростью работы оператора (приблизительно в том же стиле, как раздаются игральные карты). Естественно можно применить и обычный планшетный сканер подходящего формата. При сканировании малоформатных ветхих документов можно применить и методики сканирования широкоформатных ветхих чертежей. Но об этом ниже.
Сканеры или репрографические комплексы для сканирования широкоформатной документации
Подобно узкоформатной инженерной документации широкоформатную документацию также можно поделить на:
Электронный архив документов Алее Архив, сканирование документов
документацию стандартного качества, пригодную для сканирования в широкоформатных сканерах;
• ветхую техническую документацию.
К счастью сброшюрованная документация большого формата практически не встречается.
Подавляющая часть широкоформатной технической документации имеет качество, приемлемое для обработки либо в широкоформатном сканере (например, VIDAR или CONTEX), либо с помощью сканера, входящего в состав репрографического комплекса (например, ОСЕ).
Выбирая широкоформатный сканер, следует знать, что их различают наличием прямого или изогнутого тракта протяжки носителя, максимальной толщиной сканируемого материала, скоростью сканирования и, конечно же, разрешением и цветностью. С нашей точки зрения, сканироватьинженерную документацию с разрешением более 800 dpi бессмысленно, поэтому такие сканеры можно сразу исключить из рассмотрения. В силу крайне редкой необходимости сканирования чертежей существенно шире чем A0 (и дороговизны оборудования) можно также исключить из рассмотрения сверхширокие сканеры.
Все широкоформатные сканеры являются профессиональным оборудованием, и поэтому практически все они имеют механизмы динамического подавления фона (что, кстати, сильно отличает их от офисных), равномерной и бережной подачи носителей и прочие технические ухищрения, и фирменные технологии, улучшающие результат сканирования. Естественно, чем современнее сканер, тем больше у него возможностей, а значит и больше диапазон применения и уровень качества. Обсуждение достоинств и недостатков того или иного аппарата выходит за рамки этой статьи. Тем не менее, мы считаем, что если Вам предстоит работать с большим количеством плохо сохранившихся и ветхих чертежей, то следует отдавать предпочтение сканерам с прямым трактом, который не перегибает сканируемый носитель. Такой механизм обеспечивает очень бережное прохождение материала через сканер, что позволяет сканировать даже ветхую кальку без ее повреждения.
Из черно-белых сканеров всеми выше перечисленными качествами обладают Vidar TruScan Select II, Contex Chameleon 25 Base и сканеры, входящие в состав репрографических комплексов OCE серии TDS400/600/800. Безусловно, существует множество других, не менее достойных моделей (в частности цветных), но объем статьи не позволяет нам перечистить их все. На самом деле без детального ознакомления с характером сканируемых документов однозначной рекомендации о выборе сканера не может никто, так что если подбор подобного оборудования для вас вопрос не праздный, вооружайтесь образцами ваших документов и попросите будущего поставщика отсканировать их. Главное чтобы результаты сканирования удовлетворили вас.
В случае если Вам предстоит сканировать чрезвычайно ветхие, практически рассыпающиеся, широкоформатные документы задача усложняется. Но выход есть. Конечно, можно применить специализированное оборудование. Например, сканер TriAS LFC немецкой компании ProServ GmbH, который позволяет отсканировать даже крупногабаритные объекты, которые не могут быть помещены ни в один из сканеров. Но можно обойтись и "малой кровью". Некоторые поставщики широкоформатных сканеров поставляют специальные пластиковые транспортные конверты. Ветхий носитель следует поместить в такой конверт, и тогда его можно отсканировать не только на сканере с любым трактом. Например, такой транспортный конверт можно заказать для сканеров Contex FSS 400 и FSS 800.
Плоттеры и репрокомплексы для тиражирования широкоформатной документации.
Электронный архив документов Алее Архив, сканирование документовВыбор устройства для тиражирования широкоформатной документации зависит от требуемых объемов вывода и размножения. В качестве самых простых средств могут выступать струйные плоттеры с производительностью 5-10 минут на вывод чертежа формата А0, в качестве "скорострельных" - репрокомплекс ОСЕ-TDS800 с производительностью 10 м чертежей формата А0 в мин. Большое значение имеет стоимость расходных материалов и возможность использования дешевой (читай, отечественной) бумаги... Обычно, чем выше стоимость устройства, тем ниже стоимость расходных материалов в пересчете на один чертеж. В таблице приведена себестоимость печати на разных типах струйных и лазерных печатных устройствах. При этом в себестоимость печати включена стоимость быстроизнашивающихся деталей плоттеров.

Электронный архив документов Алее Архив, сканирование документов
Средства накопления и хранения электронного архива
Как уже было сказано выше, в электронном архиве размещаются инженерные документы двух основных типов: оперативные и долговременные. Первые находятся в разработке, к ним постоянно обращаются различные разработчики, их модифицируют, делают рабочие копии, вторые мало востребованы, обращения к ним эпизодически, а модификации противопоказаны. Для электронной системы документооборота и электронного архива и те, и другие документы являются файлами. Пользователю при обращении к тому или иному документу предпочтительно иметь быстрый отклик и высокую скорость доступа. И это притом, что объем хранения более чем внушительный.
Существует множество решений для организации хранения больших объемов данных. На страницах журнала они уже рассматривались (см. CADmaster #1.2001 http://www.cadmaster.ru/articles/06_mass_storage.cfm). Очевидно, что в силу того, что в архиве инженерных документов присутствуют и оперативные данные, и объекты долговременного хранения наилучшим решением для архива будет иерархическое хранилища данных (Hierarchical Storage Manager, HSM), которое состоит из оперативных и долговременных накопителей. В системах HSM редко используемые данные автоматически переносятся с оперативных накопителей на более медленные и не столь дорогие носители долговременного хранилища. Когда же пользователь обращается к этим данным, они автоматически копируются обратно - на быстрые накопители. Таким образом, с точки зрения пользователя, хранилище HSM-архитектуры выглядит как огромного размера дисковая система.
Для того чтобы разобраться какие накопители и какого объема применить для оперативной и долговременной части хранилища, следует разобраться каким образом пользователи работают с архивом.
При работе с архивом инженерной документации имеет смысл выделить понятие комплекта документации на изделие, объект и т.п. При дальнейшем рассмотрении комплектом будем называть набор инженерных документов необходимых для изготовления (строительства) объекта или изделия.
Работу с комплектом можно разделить на несколько этапов:
1. начальное накопление комплекта документации в электронном архиве;
2. передача законченного комплекта на долговременное хранение;
3. хранение комплекта в электронном архиве с возможным оперативным доступом к нему для поиска документов, их выборки, просмотра и тиражирования;
4. переработка комплекта при реконструкции, перепроектировании, ремонте объекта (изделия).
Для работы с комплектом на первом и четвертом этапах требуется оперативное хранилище, обеспечивающее быстрый поиск документов, их запись в архив и редактирование. Обычно в качестве такого хранилища выступают обычные жесткие диски рабочих станций и серверов, а также дисковые массивы. Кроме инженерных документов, на оперативных носителях находятся программное обеспечение, общие базы данных, индексы документов и пр.
Второй этап (перемещение на долговременное хранение) для иерархический хранилищ практически исчезает.
Третий этап является скорее технологическим. Смысл его заключается в хранение комплекта инженерной документации. Обычно хранение осуществляется на долговременных носителях. В их качестве могут выступать магнитооптические (MO) диски, CD- и DVD-диски... На самом деле, для электронного архива нет разницы на каких носителях располагаются документы. Долговременное хранение можно вести и на оперативном накопителе. Признак долговременного хранения (а значит и ограничение доступа, модификации и прочие атрибуты) есть не что иное, как просто атрибут. Физический же перенос данных с оперативного хранилища в долговременное необходим для повышения надежности и уменьшения совокупной стоимости хранилища. Т.к. объемы хранения велики, то идеальным долговременным хранилищем являются накопители библиотечного типа. Полная автоматизация, возможность смены и резервирования приводов чтения/записи и высокая надежность сменных носителей и умеренная стоимость являются ключевыми характеристиками в пользу библиотек.
Соотношения объемов оперативного и долговременного хранилища зависит скорее от потребностей и однозначных рекомендаций здесь дать невозможно. Обязательно нужно брать в расчет, что для полноценной работы нужно иметь запас памяти на оперативных накопителях. Договременные накопители, если это библиотечная система, обычно могут расширяться. Поэтому, выбирая библиотеку, нужно заложить запас на предельный объем.
Ниже, мы попытаемся разобраться какие преимущества и недостатки имеют различные устройства хранения.
Оперативные накопители
В качестве оперативных накопителей обычно выступают жесткие диски или/и массивы жестких дисков.
Жесткие диски (HDD Hard disk drive)
Современные технологии сделали жесткий диск практически идеальным хранилищем оперативных данных. Значительный объем (сейчас жесткие диски емкостью 45-80 Гб совсем не редкость, а это порядка 30 000 инженерных документов), быстрый доступ (от 10-12 мс у средних моделей и до 6 мс у лучших) и высокий темп считывания (скорость передачи информации через интерфейс и скорость вращения шпинделя диска) являются безусловными плюсами жестких дисков. Однако, выход из строя жесткого диска, в отличие от сменных носителей, ведет к потере данных, поэтому на ответственных участках, надо применять дополнительные технические мероприятия (дублирование, резервирование, избыточность), повышающие надежность.
Выбирая жесткий диск, кроме его технический данных, нужно обратить внимание на интерфейс. В настоящее время распространены два интерфейса:
• ATA (AT Attachment) - один из самых дешевых интерфейсов, а значит и накопители на базе этого интереса самые экономные. Существует масса разновидностей ATA-интерфейса (IDE, ATAPI, Ultra ATA), но в силу их совместимости мы не будем их различать. Кроме дисков ATA поддерживает подключение большинства накопителей со сменными носителями (приводы CD-ROM, DVD, MO и т.д.). При принятии решения о комплектовании хранилища дисками с этим интерфейсом нужно помнить, что при интенсивных дисковых операциях будет задействовано больше ресурсов компьютера. При увеличении числа ATA-устройств падает эффективность системы, поэтому их чаще устанавливают в рабочих станциях и не рекомендуют для использования в серверах.
• SCSI (Small Computer System Interface) - один из самых гибких и универсальных интерфейсов для подключения компьютерной периферии. Посредством SCSI можно подключать не только жесткие диски и накопители со сменными носителями, но и сканеры. Интерфейс SCSI тоже имеет множество разновидностей, но самое главное, что нам необходимо знать - это то, что применение SCSI позволяет разгрузить ресурсы компьютера, а значит повысить производительность. Кроме того, интерфейс SCSI более быстрый и позволяет подключить большое число (до 15) устройств. Однако, поддержка SCSI довольно дорога (более дорогие диски и контроллеры) и установка единственного диска в системе себя не оправдывает. Выигрыш заметен, когда в системе устанавливают несколько SCSI накопителей.
Для увеличения надежности и/или производительности жесткие диски объединяют в матрицы или RAID-массивы.
RAID массив (Redundant Arrays of Independent Disks)
Как уже было сказано, выход из строя жесткого диска часто ведет к потере данных на нем записанных. Для оперативного хранилища это означает остановку как минимум на время замены накопителя и восстановление информации с резервной копии. Чтобы этого избежать применяют диски, организованные в RAID-массивы. Способы организации дисков в RAID-массивах, обеспечение избыточности и восстановление данных тема для отдельной статьи. Нам же нужно знать, что в таком массиве оперативная информация записывается одновременно на несколько дисков. При этом информацию пишут с избыточностью, достаточной для восстановления информации при выходе из строя одного, а в некоторых случаях и нескольких, накопителей. Отказавшее устройство можно заменить и информация на нем будет восстановлена без потерь. Но за все нужно платить. RAID-массив удовольствие не из дешевых. В случае организации программного RAID (т.е. когда избыточность и восстановление данных происходит на уровне операционной системы) расплачиваются производительностью, а в случае аппаратной организации - ценой (RAID-оборудование представляют из себя практически специализированные компьютеры, с собственной памятью, процессором, системой диагностики, питания и т.д. Стоимость его может доходить до нескольких десятков тысяч долларов. Т.к. имеет место высокая интенсивность дисковых операций при работе RAID, то в качестве жестких дисков, как правило, применяют накопители со SCSI-интерфейсом. Сами RAID-массивы, в случае исполнения в виде внешних устройств, тоже имеют интерфейс SCIS. Все это еще больше удорожает систему. Именно по этому содержание всех инженерных документов электронного архива целиком в оперативных накопителях (особенно надежных) нецелесообразно. Редко запрашиваемые документы и документацию долговременного хранения лучше перемещать на долговременные накопители.
Долговременные накопители
Наибольшей надежностью на сегодняшний день являются компакт диски (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM и DVD-RAM) и магнитооптические диски (MO). Они же являются одними из самых экономных. Дополнительным преимуществом является то, что все это сменные носители. Т.е. выход из строя устройства чтения/записи (привода) не влечет порчу данных. Данные могут быть с успехом быть прочитаны на любом другом устройстве. Таким образом перенос инженерных документов долговременного хранения на эти носители представляется наиболее выгодным.
Потребность в произвольной выборке для считывания, обновления и модификации данных и желание видеть все множество носителей как единое информационное пространство, делает идеальным в качестве долговременного хранилища электронных инженерных документов библиотечные накопители.
Большим преимуществом библиотечных накопителей является и то, что их можно наращивать (масштабировать), и это обходится намного дешевле чем масштабирование RAID-массива. Необходимо только при покупке позаботится о том, чтобы максимальная емкость библиотеки с запасом удовлетворяла ваши возможные потребности. С ростом объема хранения будет достаточно дооснастить дополнительными магазинами для носителей, а при нехватке производительности - приводами.
Библиотеки на компакт дисках

На сайте компании © Consistent Software SPb