На примере многочисленных попыток внедрения автоматизированных систем управления на российских предприятиях можно сделать вывод об отсутствии важной компоненты - объекта управления
Любую работу следует начинать с её грамотной организации. Даже четко продуманный процесс вывоза бытовых отходов дает возможность его организаторам существовать совершенно безбедно. Но вернемся от конечной стадии жизненного цикла изделия - его утилизации, к одному из его начальных этапов, к конструкторско-технологической подготовке производства (КТПП) этого самого изделия.
Попробуем взглянуть на КТПП, состоящую из элементарных "кирпичиков", движение которых и является главным объектом для систем управления предприятием.
Так как речь идет об автоматизированных системах управления, которые оперируют с цифровой информацией, то данные кирпичики непременно должны иметь соответствующий вид - электронного документа.
Хочется верить, что на Вашем предприятии используется компьютерная техника и современные программные комплексы для автоматизации конструкторских и технологических работ.
На практике, же зачастую после обсуждения с руководством планов по внедрению системы управления (ERP, PLM, PDM…), идешь в цеха и видишь там … перфоленту у станков с ЧПУ, засаленные техпроцессы, написанные вручную. После чего понимаешь, что имеет место явный разрыв между настоятельной потребностью автоматизировать управление и отсутствием того собственно, чем управлять.
Ведь для того, чтобы система управления могла черпать информацию от конструктора и технолога, эти данные должны быть в цифровом виде. Чем более точного и правдоподобного результата мы ожидаем от системы управления, тем более глубокой должна быть автоматизация рабочих мест.
Рассмотрение глобальных вопросов CALS-технологий и структуризации промышленно-производственных процессов не является целью данной статьи. Остановимся на использовании CAD/CAM систем конструкторско-технологическим персоналом предприятия, как на путь к созданию электронного вида изделия.
В процессе автоматизации предприятий очень часто руководствуются принципом - предоставить оптимальное решение для каждого участника КТПП. Такая с виду рациональная постановка задачи несет в себе очень серьезную проблему и для управления и для эффективности самого КТПП. Дело в том, что конструктора и технологи работают над одним и тем же объектом - изделием. Окончательный или промежуточный облик, которого, зависит их совместной деятельности.
Например, конструкторские подразделения работают с CAD (Computer Aided Design) системами. При написании техпроцессов применяют CAPP (Computer Aided Process Planning) системы. При подготовке оборудования с ЧПУ используют CAM (Computer Aided Manufacturing) системы.
При этом в процессе КТПП, один и тот же объект переводится из базы данных одной системы в другую с возникновение ошибок и с потерей времени (иногда просто катастрофической с использованием повторного ввода всех данных вручную).
Любую работу следует начинать с её грамотной организации. Даже четко продуманный процесс вывоза бытовых отходов дает возможность его организаторам существовать совершенно безбедно. Но вернемся от конечной стадии жизненного цикла изделия - его утилизации, к одному из его начальных этапов, к конструкторско-технологической подготовке производства (КТПП) этого самого изделия.
Попробуем взглянуть на КТПП, состоящую из элементарных "кирпичиков", движение которых и является главным объектом для систем управления предприятием.
Так как речь идет об автоматизированных системах управления, которые оперируют с цифровой информацией, то данные кирпичики непременно должны иметь соответствующий вид - электронного документа.
Хочется верить, что на Вашем предприятии используется компьютерная техника и современные программные комплексы для автоматизации конструкторских и технологических работ.
На практике, же зачастую после обсуждения с руководством планов по внедрению системы управления (ERP, PLM, PDM…), идешь в цеха и видишь там … перфоленту у станков с ЧПУ, засаленные техпроцессы, написанные вручную. После чего понимаешь, что имеет место явный разрыв между настоятельной потребностью автоматизировать управление и отсутствием того собственно, чем управлять.
Ведь для того, чтобы система управления могла черпать информацию от конструктора и технолога, эти данные должны быть в цифровом виде. Чем более точного и правдоподобного результата мы ожидаем от системы управления, тем более глубокой должна быть автоматизация рабочих мест.
Рассмотрение глобальных вопросов CALS-технологий и структуризации промышленно-производственных процессов не является целью данной статьи. Остановимся на использовании CAD/CAM систем конструкторско-технологическим персоналом предприятия, как на путь к созданию электронного вида изделия.
В процессе автоматизации предприятий очень часто руководствуются принципом - предоставить оптимальное решение для каждого участника КТПП. Такая с виду рациональная постановка задачи несет в себе очень серьезную проблему и для управления и для эффективности самого КТПП. Дело в том, что конструктора и технологи работают над одним и тем же объектом - изделием. Окончательный или промежуточный облик, которого, зависит их совместной деятельности.
Например, конструкторские подразделения работают с CAD (Computer Aided Design) системами. При написании техпроцессов применяют CAPP (Computer Aided Process Planning) системы. При подготовке оборудования с ЧПУ используют CAM (Computer Aided Manufacturing) системы.
При этом в процессе КТПП, один и тот же объект переводится из базы данных одной системы в другую с возникновение ошибок и с потерей времени (иногда просто катастрофической с использованием повторного ввода всех данных вручную).
Рис. 1. Область применения интегрированных CAD/CAM/CAPP систем в жизненном цикле изделия (блоки зеленого цвета)
И если мы захотим управлять такой структурой, то очень скоро столкнемся со следующей проблемой. Так как конструкторская и технологическая составляющие информации слишком тесно связаны между собой, получать их в разрозненном виде не имеет смысла, потому что это вносит противоречивые данные в систему управления.
Давайте пройдем по цепочке от конструктора к технологу на предприятии, где уже сложились острова автоматизации. Мы заметим, что автоматизация труда конструктора, похоже, близка к насыщению, для этого приложено немало сил и интеллекта со стороны разработчиков современных CAD систем.
Но, к сожалению, принцип "нарисуем - будем жить" работает только в стихах, поэтому дальнейшее совершенствование функционала этих систем сказывается на повышении эффективности КТПП незначительно.
Следуя стремлению быть максимально приближенными к управлению предприятием, многие CAD-системы предоставляют возможности управления чертежно-проектными данными. Несомненно, в спецификациях и чертежных технических требованиях и в основной надписи содержится полезная информация, по своему характеру пригодная, например для планово-финансовых подразделений.
Однако эти данные становятся верифицированными только после их проработки и согласования технологическими службами.
Часто приходится "перекраивать" чертежи под изменившиеся условия производства или в связи со сменой контрагента-производителя. Да и рабочий у станка использует не КД в чистом виде, а ТД, т.е. предписание, как и что делать с заготовкой, исходя из имеющегося оборудования и оснастки.
Поэтому, для управления и контроля КТПП важно получать данные от текущего состояния единого объекта проектирования, а не от множества разрозненных субъектов.
Для обеспечения создания единого объекта и для поддержания его жизненного цикла существуют программные продукты, которые называют интегрированными CAD/CAM/CAPP системами.
В основе интегрированных систем заложено понятие - единая модель изделия. Причем это может быть модель всего объекта проектирования, его составляющей части - агрегата, узла, детали.
В первую очередь это геометрическая модель, как наиболее информативная и однозначная часть объекта. Во-вторых, она содержит любые другие виды представления информации: чертежи, схемы, техпроцессы, программы для ЧПУ и т.п.
На основе интегрированных CAD/CAM/CAPP систем можно организовать процесс таким образом, чтобы все участники КТПП работали над общим проектом и отдельными его частями, как над единым конструкторско-технологическим объектом.
Рассмотрим, как осуществляется КТПП на примере отечественной интегрированной системы ADEM.
В части проектирования и выпуска конструкторской документации согласно ЕСКД система имеет полный необходимый инструментарий для объемного моделирования и черчения, сравнимый с другими отечественными и зарубежными аналогами. Поэтому этот этап мы опустим для краткости изложения.
Рис. 2. Конструирование и моделирование в ADEM.
Давайте пройдем по цепочке от конструктора к технологу на предприятии, где уже сложились острова автоматизации. Мы заметим, что автоматизация труда конструктора, похоже, близка к насыщению, для этого приложено немало сил и интеллекта со стороны разработчиков современных CAD систем.
Но, к сожалению, принцип "нарисуем - будем жить" работает только в стихах, поэтому дальнейшее совершенствование функционала этих систем сказывается на повышении эффективности КТПП незначительно.
Следуя стремлению быть максимально приближенными к управлению предприятием, многие CAD-системы предоставляют возможности управления чертежно-проектными данными. Несомненно, в спецификациях и чертежных технических требованиях и в основной надписи содержится полезная информация, по своему характеру пригодная, например для планово-финансовых подразделений.
Однако эти данные становятся верифицированными только после их проработки и согласования технологическими службами.
Часто приходится "перекраивать" чертежи под изменившиеся условия производства или в связи со сменой контрагента-производителя. Да и рабочий у станка использует не КД в чистом виде, а ТД, т.е. предписание, как и что делать с заготовкой, исходя из имеющегося оборудования и оснастки.
Поэтому, для управления и контроля КТПП важно получать данные от текущего состояния единого объекта проектирования, а не от множества разрозненных субъектов.
Для обеспечения создания единого объекта и для поддержания его жизненного цикла существуют программные продукты, которые называют интегрированными CAD/CAM/CAPP системами.
В основе интегрированных систем заложено понятие - единая модель изделия. Причем это может быть модель всего объекта проектирования, его составляющей части - агрегата, узла, детали.
В первую очередь это геометрическая модель, как наиболее информативная и однозначная часть объекта. Во-вторых, она содержит любые другие виды представления информации: чертежи, схемы, техпроцессы, программы для ЧПУ и т.п.
На основе интегрированных CAD/CAM/CAPP систем можно организовать процесс таким образом, чтобы все участники КТПП работали над общим проектом и отдельными его частями, как над единым конструкторско-технологическим объектом.
Рассмотрим, как осуществляется КТПП на примере отечественной интегрированной системы ADEM.
В части проектирования и выпуска конструкторской документации согласно ЕСКД система имеет полный необходимый инструментарий для объемного моделирования и черчения, сравнимый с другими отечественными и зарубежными аналогами. Поэтому этот этап мы опустим для краткости изложения.
Рис. 2. Конструирование и моделирование в ADEM.
Сейчас нас интересует в первую очередь процесс технологического проектирования.
Требуется:
Рис. 3. Программирование ЧПУ в ADEM.
I. Постановка задачи
Исходные данные: конструкторская документация, геометрическая модельТребуется:
- создать ТП на деталь/изделие
- создать операционные эскизы и карты
- создать карты наладок на станки ЧПУ
- создать переходы для универсального и ЧПУ оборудование
- получить УП на станки
- определить режимы резания и рассчитать машинное время
- назначить инструмент и оснастку для каждой операции
- получить полный пакет технологической документации
II. Выполнение.
Этап I. Создание технологической модели на основе конструкторских данных- проработка конструкции на технологичность
- доработка исходных данных, в том числе и в части геометрической модели
Рис. 3. Программирование ЧПУ в ADEM.
Этап II. Проектирование технологического процесса.
Работа технолога с модулем АDЕМ САРР по определенному сценарию, в результате чего формируется техпроцесс и вся необходимая техдокументация в соответствии со стандартами или нормами предприятия. При этом, применяется конструкторский модуль ADEM CAD для создания технологических эскизов на основе КД или с ноля.
На данном этапе всецело используются библиотеки по материалам, инструментам, оборудованию, оснастке и проч., поставляемые с системой и/или базы данных предприятия, подключенные к ADEM посредством специальных гейтов.
Этап III. Адаптация к станочному парку
Производится, как правило, один раз для каждого вида оборудования с ЧПУ. Состоит в создании постпроцессора с помощью модуля ADEM GPP и поставляемой с системой обширной библиотеки постпроцессоров.
Этап IV. Программирование оборудования с ЧПУ
Работа в основном ведется в модуле ADEM CAM. Технолог вводит режимы и параметры обработки, которые может получать там же расчетным или справочным путем. Рационально также применять ADEM CAD для ввода дополнительной геометрической информации. Система на основе геометрической модели и введенных параметров автоматически генерирует траекторию движения инструмента, создает управляющую программу и выдает расчет времени процесса обработки. За этим следует верификация обработки в модуле ADEM Verify, для того, чтобы исключить ошибки перед выходом на реальное оборудование с инструментом и заготовкой.
Упоминая различные модули системы, следует отдать должное тому, что это разделение является чисто условным. На самом деле все участники процесса работают с одной и той же программой, которая является единым конструкторско-технологическим пространством.
Рис. 4. Результат конструкторско-технологической подготовки производства в ADEM.
Ведение и структурирование создаваемых документов при этом производится модулем АDЕМ Vault. Поэтому, с точки зрения управления, ADEM поддерживает единый структурированный конструкторско-технологический объект.
Важно то, что в результате выше перечисленных действий, реализуются следующие документы в едином формате, полностью друг с другом согласованные, созданные в полном соответствии с ЕСКД и ЕСТПП:
Работа технолога с модулем АDЕМ САРР по определенному сценарию, в результате чего формируется техпроцесс и вся необходимая техдокументация в соответствии со стандартами или нормами предприятия. При этом, применяется конструкторский модуль ADEM CAD для создания технологических эскизов на основе КД или с ноля.
На данном этапе всецело используются библиотеки по материалам, инструментам, оборудованию, оснастке и проч., поставляемые с системой и/или базы данных предприятия, подключенные к ADEM посредством специальных гейтов.
Этап III. Адаптация к станочному парку
Производится, как правило, один раз для каждого вида оборудования с ЧПУ. Состоит в создании постпроцессора с помощью модуля ADEM GPP и поставляемой с системой обширной библиотеки постпроцессоров.
Этап IV. Программирование оборудования с ЧПУ
Работа в основном ведется в модуле ADEM CAM. Технолог вводит режимы и параметры обработки, которые может получать там же расчетным или справочным путем. Рационально также применять ADEM CAD для ввода дополнительной геометрической информации. Система на основе геометрической модели и введенных параметров автоматически генерирует траекторию движения инструмента, создает управляющую программу и выдает расчет времени процесса обработки. За этим следует верификация обработки в модуле ADEM Verify, для того, чтобы исключить ошибки перед выходом на реальное оборудование с инструментом и заготовкой.
Упоминая различные модули системы, следует отдать должное тому, что это разделение является чисто условным. На самом деле все участники процесса работают с одной и той же программой, которая является единым конструкторско-технологическим пространством.
Рис. 4. Результат конструкторско-технологической подготовки производства в ADEM.
Ведение и структурирование создаваемых документов при этом производится модулем АDЕМ Vault. Поэтому, с точки зрения управления, ADEM поддерживает единый структурированный конструкторско-технологический объект.
Важно то, что в результате выше перечисленных действий, реализуются следующие документы в едином формате, полностью друг с другом согласованные, созданные в полном соответствии с ЕСКД и ЕСТПП:
- скорректированный пакет КД
- требуемый набор техдокументации, включающий в себя ТП для универсального оборудования, УП для станков с ЧПУ и множество нормативных документов (акты нормирования рабочего времени, сводные ведомости материалов, инструмента и т.д. и т.п.), информация из которых готова к передаче в различные системы управления, использующиеся в отделах АСУ, БФО, т.е. в структуры планирования и управления.
автор статьи: Виктор Силин