Мебельная компания «Полипрофиль»: автоматизация продолжается

Павел Бунаков

Интерес к автоматизированному проектированию среди руководителей и специалистов мебельных предприятий постоянно возрастает. Они постепенно привыкают к мысли о том, что САПР — это не просто покупка новых компьютеров и программ, а серьезный инновационный проект. В то же время хорошо известно, что проектирование является всего лишь одним из почти двух десятков процессов разработки нового изделия, который должен быть «встроен» в общее информационное пространство предприятия наряду со всеми остальными бизнес-процессами и прежде всего с производством и управлением.

Два с половиной года назад в статье «Организация сквозного проектирования в компании “Полипрофиль” на платформе системы БАЗИС» рассказывалось об опыте автоматизации проектно­конструкторских, технологических и производственных работ на известном мебельном предприятии в г.Липецке [1]. Она заканчивалась словами о том, что планируется приобретение нового высокопроизводительного станочного оборудования и включение его в общее информационное пространство предприятия, а также расширение функциональных возможностей программного обеспечения, реализующего элементы PDM/ERP­системы.

По приглашению руководства компании «Полипрофиль» разработчики САПР БАЗИС посетили предприятие, чтобы оценить, насколько воплотилась в реальность задача, поставленная несколько лет назад: внедрить безбумажную технологию проектирования и изготовления изделий корпусной мебели.

По сравнению с первым визитом прогресс налицо: установлено новое высокопроизводительное оборудование с ЧПУ — пильный и обрабатывающий центры. Относительно последнего хочется сказать особо. Помимо своего основного назначения (фрезерования и присадки1), он используется и для раскроя материалов по технологии Nesting2. Необходимость его адаптации под такие виды работ обусловлена двумя факторами: увеличением количества заказов, содержащих фасонные детали, и высокой стоимостью соответствующих специализированных станков. Совмещение двух операций обработки на одном станке позволило значительно сократить количество отходов материалов и повысить коэффициент загрузки оборудования. Однако для этого пришлось решить ряд технологических и организационных проблем. Например, штатные подушки для установки плит имеют высокую стоимость и быстро изнашиваются. Специалисты компании разработали оригинальный способ изготовления подушек непосредственно на предприятии, при этом их стоимость на порядок ниже, а стойкость — выше. Кроме того, в используемой  на предприятии версии системы БАЗИС отсутствовала возможность формирования управляющих программ для такого типа оборудования. Говорит Владимир Лукин, директор по производству: «Наш подход к автоматизации предельно прагматичен: САПР должна оптимизировать выполнение работ там, где она установлена. Когда возникла идея выполнять фигурный раскрой на фрезерно­присадочном станке, первым делом стали изучать возможности системы БАЗИС, ведь без моделирования деталей сложной формы и передачи информации на станок никакой реальной экономии мы не получим. Прямого выхода на Nesting в нашей версии системы не оказалось, тем не менее, нам удалось найти решение, пусть и не такое быстрое, как хотелось бы. В связи с этим хочу отметить одну особенность БАЗИСа — гибкость. Если чего­то в нем нельзя сделать напрямую, то при внимательном изучении обязательно найдется способ достижения поставленной цели. К счастью, разработчики тоже трудились в этом направлении, и в новом релизе уже есть возможность формирования управляющих программ для нестинговых станков». 

Помимо нового оборудования на предприятии организован новый участок упаковки, что обусловлено расширением географии клиентов. Пока он работает достаточно автономно, но в ближайшей перспективе планируется его включение в общее информационное пространство САПР.  Эта задача будет решаться совместными усилиями специалистов «Полипрофиля» и «Базис­Центра». По словам Николая Каскевича, ведущего специалиста компании «Базис­Центр», подобное сотрудничество взаимовыгодно: мебельщики получают программный продукт, в котором реализованы их непосредственные запросы, а разработчики программ — возможность «обкатки» новых моделей и алгоритмов в реальных производственных условиях.

Большинство мебельных предприятий страны полностью или частично работают в режиме позаказного промышленного производства. Компания «Полипрофиль» является типичным представителем этого направления, сочетая индивидуальность каждого заказа с современными промышленными технологиями его изготовления. Это позволяет поддерживать высокий уровень качества, а также приемлемые цены и сроки изготовления.

Первоначально выбранная методика комплексной автоматизации предприятия осталась  неизменной: максимальное использование возможностей выбранной платформы — САПР БАЗИС, и разработка собственными силами программных модулей, решающих специфические задачи предприятия. Естественно, что все такие модули тесно интегрируются с САПР. Для этого в штате предприятия  есть программист, который прекрасно знает все нюансы конкретного мебельного производства, а кроме того, может выполнять многие конструкторско­технологические и производственные операции. Основным результатом применения такого «гибридного» подхода к автоматизации стала возможность реально достичь цели, поставленной еще во время организации предприятия, — создать безбумажное мебельное производство.

В целом полученный программный комплекс можно охарактеризовать как CAD/CAM/CAPP­систему с элементами PDM и ERP. Внедрение любой системы, а особенно такой всесторонней, — это изменение в работе компании, поэтому ее структура была постепенно приведена в соответствие с новыми условиями работы.

Сейчас на предприятии отработаны все технологические процессы: замер, проектирование, изготовление, доставка и установка изделий у клиента. Прохождение заказа от момента его приема до монтажа готового изделия у клиента или его отгрузки организуется следующим образом.

Исходная информация о заказе может формироваться различными способами: через интернет­магазин, замером помещений клиента и совместной с ним дизайнерской разработкой обстановки, в соответствии с эскизами клиента и т.д. Независимо от этого на выходе всегда присутствует модель отдельного изделия или ансамбля в целом в формате системы БАЗИС. Это и является основой автоматизации всех последующих этапов.

Задача конструктора заключается в том, чтобы разработать модель изделия или выполнить конструкторский контроль в случае, если над моделью работал дизайнер. Для передачи изделия в производство ему не надо заниматься распечаткой чертежей и спецификаций. Специальной командой он автоматически формирует все необходимые документы в электронном виде и заносит их в базу данных. Новые алгоритмы построения 2D­изображений на основе модели изделия и нанесения на них необходимых размеров и обозначений, которые реализованы в системе БАЗИС 8, позволяют свести к минимуму количество доработок чертежно­конструкторской документации. Освобождение конструкторов от рутинной работы позволило значительно повысить производительность труда в конструкторском отделе.

Новая организация работ потребовала изменения функций технологов. Задачи непосредственного формирования карт раскроя и управляющих программ для станков с ЧПУ перенесены на уровень цеха. В функции технолога остаются задачи разработки технологических процессов, формирования сменных заданий, настройки программного обеспечения на их специфику и технологического обеспечения производства. Другими словами, технолог также освобождается от рутинной работы, сосредоточиваясь на реальных производственных проблемах.

В последние годы спрос на продукцию компании «Полипрофиль» заметно увеличился. Следствием этого явилось возрастание объема конструкторско­технологических работ и ужесточение требований к срокам разработки и изготовления изделий. В то же время возросли и требования к качеству, поэтому необходима глубокая проработка каждого изделия на стадии конструкторского и технологического проектирования. Автоматизация соответствующих отделов позволила решить эти задачи без увеличения штата сотрудников.

Для того чтобы полностью отказаться от бумажных чертежей, потребовалось на все рабочие места станочников установить компьютеры, сканеры для считывания штрих­кодов, отдельные модули системы БАЗИС и ряд дополнительных программ, разработанных в самой компании. На любом рабочем месте в электронном виде доступна исчерпывающая информация для выполнения всех технологических операций. Рабочему ничего не надо додумывать или что­то расчитывать. Он просто выполняет свои обязанности в соответствии с четкими инструкциями.

Самый важный результат, достигнутый в компании на данный момент, — это оптимизация функций всех участников производственного процесса.

Как происходит обмен информацией между участниками технологической цепочки? Технолог, исходя из имеющихся заказов и их приоритетов, формирует сменные задания, которые поступают на участок раскроя, где установлен современный пильный центр (рис. 1). Структура сменного задания может быть произвольной. Оно может быть единым заказом или состоять из нескольких заказов полностью или частично. Модуль БАЗИС­Раскрой установлен непосредственно на компьютере оператора. Все необходимые технологические настройки, учитывающие особенности работы конкретного станка, и шкала критериев оптимизации установлены технологом заранее. Сортировка по используемым материалам выполняется автоматически. Оператор просто загружает сменное задание в программу и формирует карты раскроя. После этого они поочередно экспортируются в систему управления станка. Оператору остается только устанавливать плиты и снимать готовые заготовки. Комплектность заказа гарантируется фактом импорта данных непосредственно из модели изделия.

Рис. 1. Участок раскроя мебельного предприятия

В случае необходимости вместе с картами раскроя можно получить подробную пошаговую инструкцию о том, в каком порядке следует выполнять раскрой каждой полученной карты.

На рабочем месте оператора раскройного участка установлен принтер для печати бирок. Объем информации, кодируемый штрих­кодом, и внешний вид бирок определяются технологом. На каждую полученную заготовку оператор наклеивает соответствующую бирку, которая будет сопровождать ее вплоть до упаковки готового заказа. Одновременно с печатью бирки информация об изготовлении очередной заготовки передается в систему диспетчеризации.

Рис. 2. Участок присадки

На рабочем месте оператора присадочного участка (рис. 2) или обрабатывающего центра (рис. 3 и 4) установлено программное обеспечение, позволяющее автоматически загрузить нужную управляющую программу. Для этого достаточно считать сканером бирку, наклеенную на заготовку. В случае необходимости уточнения каких­либо особенностей обработки на экран можно вывести чертеж детали. По сути, работа оператора сводится к сканированию бирки, установке очередной заготовки на станок, запуску программы и снятию готовой детали.

Рис. 3. Современный обрабатывающий центр

Рис. 4. Рабочее место оператора обрабатывающего центра

В зависимости от геометрии заготовок и текущей загрузки оборудования обработка может выполняться на любом рабочем месте. Как правило, детали сложной геометрической формы или имеющие фрезеровку на пласт поступают на обрабатывающий центр, где одновременно выполняются операции формообразования и присадки; остальные детали уходят на присадочный станок. Однако в любой момент можно изменить этот порядок. Например, разделить формообразование и присадку на две технологические операции, выполняемые на разных станках, что позволяет равномерно загрузить оборудование.

В системе БАЗИС имеются постпроцессоры практически для всех типов станков, используемых на отечественных мебельных предприятиях, поэтому подключение нового оборудования не вызывает никаких проблем.

Как правило, при изготовлении корпусной мебели после операции раскроя выполняется облицовывание кромок. Специалисты компании «Полипрофиль» изменили технологический процесс, посчитав, что с экономической точки зрения целесообразнее вначале выполнить присадку отверстий, а затем — облицовку уже присаженных деталей. Важным достоинством программного обеспечения системы БАЗИС является его инвариантность по отношению к используемым технологическим процессам. Изменение маршрута обработки потребовало всего лишь указания нескольких новых параметров. 

Аналогично выполняется и облицовывание кромок. Оператор сканирует бирку, после чего на экране появляется изображение схемы облицовки. Остается только соответствующим образом установить деталь на станок.

Далее готовые детали поступают на участок упаковки, который в качестве самостоятельного звена автоматизированного производства появился совсем недавно. В настоящее время для его автоматизации разработано минимальное программное обеспечение. Полноценное включение его в информационное пространство предприятия еще впереди.

Общим моментом для всех участков обработки является автоматическая передача необходимой информации в систему диспетчеризации. Это дает возможность руководству в любой момент получать достоверную информацию о текущей производственной ситуации, что, как известно, является основой управления производством.

Расширение функциональности САПР БАЗИС собственными разработками позволило компании «Полипрофиль» создать реально работающую комплексную систему — прообраз будущих интегрированных автоматизированных систем проектирования и управления. Прошедшие годы наглядно показали ее эффективность. Вложения в автоматизацию не только окупились, но и принесли существенную дополнительную прибыль.   

Успех проекта автоматизации компании «Полипрофиль» Владимир Лукин объясняет тремя основными факторами. «Выбор системы БАЗИС в качестве платформы автоматизации, сделанный более пяти лет назад, оказался правильным. Оценивая результаты работы компании за прошедшие годы, я с полной уверенностью могу сказать, что без нее мы никогда бы не достигли нашего нынешнего положения. С БАЗИСом мы прошли путь от небольшой фирмы, выполняющей индивидуальные заказы жителей Липецка, до крупной мебельной компании, известной далеко за его пределами. Другой ключевой фактор — это изначальный настрой на построение высокоавтоматизированного предприятия. Не все необходимые для этого функции были и есть в САПР. Мы не стали дожидаться их появления, а разработали необходимое программное обеспечение сами. Еще один плюс системы БАЗИС — мы смогли встроить в нее свои разработки. Конечно, это дополнительные затраты, но они уже многократно окупились. И наконец, наличие сильной команды внедрения. Немаловажным фактором стала заинтересованность в конечном результате не только руководства, но и сотрудников предприятия в целом».

Несмотря на очевидные успехи, автоматизация компании «Полипрофиль» не закончена. Слово Владимиру Лукину: «Особенность автоматизации в том, что она требует постоянного внимания и развития, поскольку производство расширяется, осваиваются новые виды продукции, система БАЗИС развивается. Среди наших ближайших планов — автоматизация участка упаковки, интеграция модуля БАЗИС­Склад в общее информационное пространство, оптимизация загрузки оборудования, внедрение полноценной нестинговой технологии. Как показало общение с разработчиками, наши планы практически полностью находятся в русле развития системы БАЗИС. Это позволяет нам с оптимизмом смотреть в будущее».   

Литература

Бунаков П.Ю. Организация сквозного проектирования в компании «Полипрофиль» на платформе системы БАЗИС // САПР и графика. 2010. № 2(160). С. 78­81.

САПР и графика 10`2012