Системы предотвращения вторжений (IPS-системы).
Защита компьютера от несанкционированного доступа.

Системы предотвращения вторжений – активные средства информационной защиты, которые не только обнаруживают, но и защищают от вторжений и нарушений безопасности. Для таких систем традиционно используется аббревиатура IPS (от англ. Intrusion Prevention System – система предотвращения вторжений). IPS-системы являются улучшенной версией систем обнаружения вторжений , в которых реализуется функционал автоматической защиты от киберугроз. Системы предотвращения вторжений способны обнаруживать вредоносную активность, посылать сигналы администратору, блокировать подозрительные процессы, разрывать или блокировать сетевое соединение, по которому идёт атака на хранилища данных или сервисы. Также IPS могут выполнять дефрагментацию пакетов, переупорядочивание пакетов TCP для защиты от пакетов с измененными SEQ и ACK номерами.

Наибольшее распространение на сегодняшний день получил такой тип систем предотвращения вторжений, как HIPS (от англ. Host-based Intrusion Prevention System – система предотвращения вторжений на уровне хоста). Технология HIPS является основой продуктов и систем по обеспечению безопасности, кроме того элементы HIPS-защиты стали использовать традиционные средства борьбы с вредоносным ПО – например, антивирусные программы.

Если говорить о преимуществах систем предотвращения вторжений типа HIPS, то главным, несомненно, является исключительно высокий уровень защиты. Эксперты по информационной безопасности сходятся во мнении, что системы HIPS способны дать практически 100% защиту от любого, даже новейшего, вредоносного ПО, а также любых попыток несанкционированного доступа к конфиденциальной информации. Это защита, которая превосходно выполняет свою главную функцию – защищать. Ни одно традиционное средство информационной безопасности не способно похвастать таким уровнем защиты.

Инструменты и методики HIPS лежат в основе средств информационной безопасности компании SafenSoft. В наших продуктах сочетаются все преимущества систем предотвращения вторжений и традиционных средств защиты. Проактивная защита SoftControl предотвращает любые попытки несанкционированного доступа к данным и программной среде домашних ПК (продукты SysWatch Personal и SysWatch Deluxe), рабочих станций корпоративных сетей (комплекс Enterprise Suite), банкоматов и платёжных терминалов (TPSecure и TPSecure Teller). Наша запатентованная технология контроля приложений V.I.P.O.® объединяет в себе 3 уровня защиты: контролирует все исполняемые приложения, использует динамическую песочницу для запуска подозрительных процессов и управляет доступом приложений к файловой системе, ключам реестра, внешним устройствам и сетевым ресурсам. Решения SoftControl способны работать параллельно с антивирусными пакетами, обеспечивая полную защиту программной среды компьютера. При работе в локальной сети, продукты SoftControl имеют удобное централизованное управление и систему оповещения администратора об угрозах. В отличие от традиционных средств защиты, решения SoftControl не требуют постоянных обновлений баз данных сигнатур.

Современные системы защиты информации состоят из множества компонентов, обеспечивающих комплексные меры защиты на всех этапах обработки и хранения информации. Один из важнейших элементов систем защиты - системы предотвращения вторжений (Intrusion Prevention Systems, IPS).

Системы IPS предназначены для обнаружения и блокирования атак в сети и проводят полное сканирование трафика, проходящего через контролируемые точки сети. При обнаружении вредоносного трафика поток блокируется, что препятствует дальнейшему развитию атаки. Для поиска атак системы используют разнообразные алгоритмы и базы сигнатур, которые могут содержать несколько тысяч определений атак, что позволяет блокировать большинство известных видов атак и их комбинаций.

Для увеличения эффективности системы IPS необходимо выбрать точки контроля трафика, в которых атаки будут блокироваться, что предотвратит распространение нежелательного трафика на другие участки сети. Как правило, в каждой организации точки контроля выбираются в зависимости как от бизнес-задач, так и от множества других факторов.

В настоящее время производители оборудования реализуют два метода размещения: метод подключения устройства в разрыв сети и метод перенаправления потоков информации. Оба имеют свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при проектировании системы защиты.

Метод подключения в разрыв сети обеспечивает полный контроль всего трафика, проходящего через контролируемую точку, что не позволяет «пройти незаметно». Но при этом появляется единая точка отказа, и для ее устранения необходимо поддерживать избыточность. Другой недостаток этого метода в том, что при таком подключении вносятся задержки в весь трафик, проходящий через устройство, что требует устройств, способных работать на скорости канала передачи данных.

Метод перенаправления предполагает установку сенсора (или нескольких сенсоров) для поиска подозрительного трафика в потоке данных. Проверяемый поток направляется на сенсор с зеркальных портов коммутатора или дублируется другими доступными средствами. При обнаружении подозрительного трафика маршрут изменяется и поток трафика перенаправляется на устройство, проводящее полную проверку, которое в итоге и принимает решение о блокировке или пропуске трафика. В случае решения о пропуске трафик возвращается на прежний маршрут. При выходе из строя сенсора или устройства IPS передача данных по сети не прерывается; кроме того, в «нормальный» трафик не вносится задержек. Однако при таком методе атаки, реализуемые одним сетевым пакетом, могут оказаться успешными даже в случае обнаружения этого пакета. Еще один недостаток - жесткие требования к сетевому оборудованию, с которым будет происходить взаимодействие.

Устройства IPS размещаются в соответствующих точках в соответствии с выбранной моделью. Как правило, такие точки находятся на границе сетей или представляют собой пограничные точки доступа к сетям провайдеров. В последнее время в результате совершенствования систем IPS и усиления внутренних угроз появилась тенденция к размещению устройств внутри сетей - для более полного контроля трафика между отделами, серверами и подсетями компаний. В результате заметно повысились требования к надежности и корректности срабатывания, а также к производительности устройств.

При этом традиционные проблемы с устранением единой точки отказа по прежнему решаются традиционным же способом - за счет дублирования оборудования и компонентов, что в принципе соответствует общим тенденциям в развитии оборудования для критических задач. Рассмотрим подробнее проблемы надежности срабатывания и производительности устройств.

Начнем с производительности. Данная проблема традиционно решается двумя способами: это либо усиление мощности процессора и параллельная обработка, либо создание специализированных микросхем, выполняющих требуемые операции аппаратно. Второй способ достаточно дорог из-за применения сложных и «ветвистых» процедур проверки пакетов, что, в свою очередь, сильно усложняет микросхемы и увеличивает их стоимость. Производители систем IPS используют различные комбинации этих способов, а также традиционные методы кластеризации устройств с распределением нагрузки, что позволяет создавать устройства с необходимыми параметрами скорости работы.

А теперь поговорим о самой сложной проблеме, которая преследует устройства IPS, – проблеме ложных срабатываний. Та же проблема актуальна и для систем обнаружения вторжений (Intrusion Detection System, IDS), но им, в отличие от IPS, не требуется особая аккуратность в работе, поскольку данные системы отвечают только за обнаружение и информирование. С системами IPS все гораздо сложнее – при ложном срабатывании (как и при реальной угрозе) трафик блокируется, что может нанести существенный вред организации.

Практически у всех производителей систем IPS существуют «фирменные» алгоритмы, которые сводят к минимуму количество ошибочных срабатываний за счет тщательного тестирования оборудования и обновлений, что обеспечивает достаточно надежную работу сети.

Кроме всего прочего, у разных производителей алгоритмы отличаются по специализации и имеют разную эффективность при обнаружении и блокировании разных типов атак, что усложняет создание решений для защиты.

Если задачу интеграции IPS и других систем безопасности при создании комплексных систем защиты решить все еще сложно, то задачи централизованного управления системами IPS одного производителя решаются средствами, которые предоставляют производители, что позволяет снизить расходы на управление системами, а также централизованно применять политики безопасности.

Таким образом, системы IPS выступают как эффективный элемент систем комплексной безопасности, но их внедрение и поддержка представляют собой весьма непростую задачу, требующую от специалистов высокой квалификации, что практически исключает самостоятельное создание эффективного решения на их основе.

В идеальном мире, в Вашу сеть заходят только те кто нужно - коллеги, друзья, работники компании.. Другими словами те, кого Вы знаете и доверяете.

В реальном же мире, часто нужно давать доступ к внутренней сети клиентам, вендорам ПО и т. д. При этом, благодаря глобализации и повсеместному развитию фрилансерства, доступ лиц которых Вы не очень хорошо знаете и не доверяете уже становится необходимостью.

Но как только Вы приходите к решению что хотите открыть доступ к Вашей внутренней сети в режиме 24/7 Вам следует понимать что пользоваться этой «дверью» будут не только «хорошие парни». Обычно в ответ не такое утверждение можно услышать что-то типа «ну это не про нас, у нас маленькая компания», «да кому мы нужны», «что у нас ломать то, нечего».

И это не совсем верно. Даже если представить компанию, в которой на компьютерах нет ничего, кроме свежеустановленной ОС - это ресурсы. Ресурсы которые могут работать. И не только на Вас.

Поэтому даже в этом случае эти машины могут стать целью атакущих, например, для создания ботнета, майнинга биткоинов, крэкинга хэшей…

Еще существует вариант использования машин Вашей сети для проксирования запросов атакущих. Таким образом, их нелегальная деятельность ввяжет Вас в цепочку следования пакетов и как минимум добавит головной боли компании в случае разбирательств.

И тут возникает вопрос: а как отличить легальные действия от нелегальных?

Собственно, на этот вопрос и должна отвечать система обнаружения вторжений. С помощью нее Вы можете детектировать большинство well-known атак на свою сеть, и успеть остановить атакующих до того как они доберутся до чего-либо важного.

Обычно, на этом моменте рассуждений возникает мысль что то, что описано выше может выполнять обычный firewall. И это правильно, но не во всем.

Разница между функциями firewall и IDS на первый взгляд может быть не видна. Но IDS обычно умеет понимать контент пакетов, заголовки и содержание, флаги и опции, а не только порты и IP адреса. То есть IDS понимает контекст чего обычно не умеет firewall. Исходя из того, можно сказать что IDS выполняет функции Firewall, но более интеллектуально. Для обычного Firewall нетипична ситуация когда нужно, например, разрешать соединения на порт 22 (ssh), но блокировать только некоторые пакеты, в которых содержатся определенные сигнатуры.

Современные Firewall могут быть дополнены различными плагинами, которые могут делать похожие вещи, связанные с deep-inspection пакетов. Часто такие плагины предлагают сами вендоры IDS чтобы усилить связку Firewall — IDS.

В качестве абстракции, Вы можете представить себе IDS в качестве системы сигнализации Вашего дома или офиса. IDS будет мониторить периметр и даст Вам знать когда произойдет что-то непредусмотренное. Но при этом IDS никак не будет препятствовать проникновению.

И эта особенность приводит к тому что в чистом виде IDS, скорее всего, не то что Вы хотите от Вашей системы безопасности (скорее всего, Вы не захотите такую систему для охраны Вашего дома или офиса - в ней нет никаких замков).

Поэтому сейчас почти любая IDS это комбинация IDS и IPS (Intrusion Prevention System - Система предотвращения вторжений).

Далее, необходимо четко понимать чем отличаются IDS и VS (Vulnerability Scanner - Сканер уязвимостей). А отличаются они по принципу действия. Сканеры уязвомостей - это превентивная мера. Вы можете просканировать все свои ресурсы. Если сканер что-нибудь найдет, можно это исправить.

Но, после того момента как Вы провели сканирование и до следующего сканирования в инфраструктуре могут произойти изменения, и Ваше сканирование теряет смысл, так как больше не отражает реальное положение дел. Измениться могут такие вещи как конфигурации, настройки отдельных сервисов, новые пользователи, права существующих пользователей, добавиться новые ресурсы и сервисы в сети.

Отличие же IDS в том что они проводят детектирование в реальном времени, с текущей конфигурацией.

Важно понимать, что IDS, по факту, не знает ничего об уязвимостях в сервисах в сети. Ей это не нужно. Она детектирует атаки по своим правилам - по факту появления сигнатур в трафике в сети. Таким образом, если IDS будет содержать, например, сигнатуры для атак на Apache WebServer, а у Вас его нигде нету - IDS все равно детектирует пакеты с такими сигнатурами (возможно, кто-то пытается направить эксплоит от апача на nginx по незнанию, либо это делает автоматизированный toolkit).

Конечно же, такая атака на несуществующий сервис ни к чему не приведет, но с IDS Вы будете в курсе что такая активность имеет место.

Хорошим решением является объединение периодических сканирований уязвимостей и включенной IDS/IPS.

Методы детектирования вторжений. Программные и аппаратные решения.

Сегодня много вендоров предлагают свои решения IDS/IPS. И все они реализуют свои продукты по разному.

Разные подходы обусловлены разными подходами к категоризации событий безопасности, атак и вторжений.

Первое, что надо учитывать - это масштаб: будет ли IDS/IPS работать только с трафиков конкретного хоста, или же она будет исследовать трафик целой сети.

Второе, это то как изначально позиционируется продукт: это может программное решение, а может быть аппаратное.

Давайте посмотрим на, так называемые, Host-based IDS (HIDS - Host-based Intrusion Detection System)

HIDS является, как раз, примером программной реализации продукта и устанавливается на одну машину. Таким образом, система такого типа «видит» только информацию, доступную данной машине и, соответственно, детектирует атаки только затрагивающие эту машину. Преимущество систем такого типа в том, что будучи на машине, они видят всю ее внутреннюю структуру и могут контролировать и проверять намного больше объектов. Не только внешний трафик.

Такие системы обычно следят за лог-файлами, пытаются выявить аномалии в потоках событий, хранят контрольные суммы критичных файлов конфигураций и периодически сравнивают не изменил ли кто-то эти файлы.

А теперь давайте сравним такие системы с network-based системами (NIDS) о которых мы говорили в самом начале.

Для работы NIDS необходим, по сути, только сетевой интерфейс, с которого NIDS сможет получать трафик.

Далее все что делает NIDS - это сравнивает трафик с заранее заданными паттернами (сигнатурами) атак, и как только что-то попадает под сигнатуру атаки, Вы получаете уведомление о попытке вторжения. NIDS также способны детектировать DoS и некоторые другие типы атак, которые HIDS просто не может видеть.

Можно подойти к сравнению и с другой стороны:

Если Вы выбираете IDS/IPS реализованную как программное решение, то получаете контроль над тем на какое «железо» Вы будете ее устанавливать. И, в случае, если «железо» уже есть, Вы можете сэкономить.

Также в программной реализации существуют и бесплатные варианты IDS/IPS. Конечно, надо понимать, что используя бесплатные системы Вы не получаете такого же саппорта, скорости обновлений и решения проблем, как с платными вариантами. Но это хороший вариант для начала. В ними Вы можете понять что Вам действительно нужно от таких систем, увидите чего не хватает, что ненужно, выявите проблемы, и будете знать что спросить у вендоров платных систем в самом начале.

Если же Вы выбираете hardware решение, то получаете коробку, уже практически готовую к использованию. Плюсы от такой реализации очевидны — «железо» выбирает вендор, и он должен гарантировать что на этом железе его решение работает с заявленными характеристиками(не тормозит, не виснет). Обычно внутри находится некая разновидность Linux дистрибутива с уже установленным ПО. Такие дистрибутивы обычно сильно урезаны чтобы обеспечивать быструю скорость работы, оставляются только необходимые пакеты и утилиты (заодно решается проблема размера комплекта на диске - чем меньше тем меньше нужен HDD - тем меньше себестоимость - тем больше прибыль!).

Программные же решения часто очень требовательны к вычислительными ресурсам.

Отчасти из-за того в «коробке» работает только IDS/IPS, а на серверах с программными IDS/IPS обычно запущено всегда очень много дополнительных вещей.

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.