7 - 2007

Особенности автоматизации конструкторского и технологического проектирования в мебельном производстве

Павел Бунаков

Мебельное предприятие с точки зрения автоматизации

Структура мебельного предприятия

Прием заказов

Конструирование и технологическая подготовка

Комплектование заказа

Организация внедрения

Специфика мебельной отрасли и исторические особенности ее развития в России определяют дополнительный набор условий и требований, которые необходимо учитывать при реализации проектов внедрения САПР.

Подавляющее большинство мебельных предприятий относится к сфере малого бизнеса, и традиционное разделение процесса разработки новых изделий на конструирование, технологическую подготовку производства, планово-экономические расчеты и т.д. на них четко не прослеживается. Выполнение многих проектных операций совмещается и по времени, и по исполнителям. Это требует определенной универсальности от САПР мебельных изделий, совмещения в них элементов различных этапов проектирования.

Следует учитывать и кадровый состав мебельщиков — многие из них пришли в мебельную промышленность в период перехода страны к рыночной экономике из самых разных отраслей. В настоящее время они находятся на руководящих и высших технических должностях, пройдя путь от кустарного изготовления мебели до организации эффективно работающих предприятий. В жестких условиях конкуренции основное внимание в ходе эволюции предприятий уделялось производственным вопросам и лишь в последнюю очередь — автоматизации. Следствием этого стало массовое применение автоматизированных систем на отдельных, наиболее критичных участках работы и широкое распространение нелицензионного использования мебельных САПР. В последние годы ситуация начинает меняться. Достигнув определенного устойчивого положения на рынке, руководители предприятий начинают искать новые пути повышения эффективности работы прежде всего за счет комплексной автоматизации всего производственного процесса.

Исходные предпосылки для этого весьма непростые. По результатам опроса руководителей и специалистов 119 мебельных предприятий, внедривших САПР, выяснилось, что только немногим более 10% из них активно используют систему и чувствуют серьезную отдачу от автоматизации, а более 20% вообще не пользуются приобретением. Почти 70% предприятий имеют те или иные проблемы, связанные с внедрением САПР, — организационные, технические, кадровые, финансовые и т.д.

Наконец, еще одна особенность мебельного производства связана с кажущейся простотой мебельных изделий, из чего делается ошибочный вывод, что проектировать и производить мебель может каждый. На самом деле мебель — это сложное техническое изделие, требующее от своего создателя не только хорошей инженерной подготовки, но и определенного художественного вкуса.

На рынке мебельных САПР, как ни на каком другом, исключительно сильны позиции российских и украинских разработчиков, пришедших на него, как правило, из машиностроения. Подавляющее большинство мебельных предприятий используют одну из пяти систем: БАЗИС (www.bazissoft.ru), К3-Мебель (www.k3-mebel.ru), 3D-Constructor (elecran.com.ua), b-CAD (www.prppro.ru) или WOODY (www.intear.com.ua). Их сравнительная характеристика показывает примерно равные функциональные возможности, различия имеются лишь на уровне того, каким образом и с какими затратами реализуются эти возможности.

Независимо от выбранной системы в процессе автоматизации мебельного производства необходимо преодолеть ряд распространенных заблуждений и решить несколько общих задач. Только в этом случае можно рассчитывать на успешное завершение проекта автоматизации.

Главное заблуждение является следствием кажущейся простоты мебельных изделий и заключается в непомерно завышенных ожидаемых показателях роста эффективности производства. Когда же этого не наблюдается, причем зачастую в течение очень короткого интервала времени, внимание к автоматизации ослабевает или выливается в необоснованные кадровые и организационные выводы. Это еще больше осложняет ситуацию и в итоге сводит к нулю все предпринимаемые усилия.

Следует четко представлять, что любая автоматизированная система является всего лишь инструментом в руках специалиста, с помощью которого он может (или не может) решить только одну задачу — повысить производительность и безошибочность своего труда. Степень же этого повышения зависит и от выбранной САПР, и от способностей специалиста, и, конечно же, от руководителя предприятия, который зачастую требует необоснованно завышенных результатов.

Как и любые автоматизированные системы, мебельные САПР предполагают решение ряда организационно-технических и кадровых задач для обеспечения эффективной работы.

Мебельное предприятие с точки зрения автоматизации

Конечная цель внедрения САПР заключается в оптимизации выполнения производственных обязанностей специалистами и информационных связей между ними. Выполнение каждой проектной операции на любом уровне предполагает получение входной информации, ее обработку и передачу для выполнения последующих операций. Подобная схема универсальна — она определяется самим фактом существования предприятия. Грамотное внедрение САПР позволяет повысить скорость и качество (безошибочность) реализации обработки и передачи информации. Традиционно эти два показателя для фиксированной структуры предприятия являются взаимоисключающими: ускорение выполнения заданий ведет к повышению уровня брака, и наоборот — повышение требований к качеству приводит к уменьшению скорости выполнения заданий. Иными словами, рост эффективности работы предприятия ограничивается его структурой. Переход на новый уровень работы — а именно это и предполагает внедрение САПР — невозможен без кардинальной реконструкции организационной структуры предприятия. Эта зад ача решается путем проведения предпроектных исследований с привлечением независимых специалистов. В противном случае будет автоматизирована сложившаяся, ориентированная на традиционные методы проектирования структура предприятия, что не даст ожидаемых показателей.

Реструктуризацию небольшого мебельного предприятия можно выполнить более быстро и безболезненно, чем крупного или даже среднего машиностроительного предприятия. Все основные мебельные САПР построены по модульному принципу, что допускает на этапе внедрения параллельное функционирование старой и новой организационных структур.

Структура мебельного предприятия

На основании анализа и обобщения опыта успешного внедрения комплексных САПР на мебельных предприятиях предлагается принципиальная схема структуры производства, которая позволяет получить максимальную отдачу от автоматизации (рис. 1). Стрелками синего цвета на ней показаны информационные потоки документации жизненного цикла, а красными — контролирующие потоки, которые хотя и не предполагают формирования отдельных документов, но играют существенную роль.

Мебельное производство может быть серийным, позаказным или универсальным. Тенденции развития потребительского рынка мебели направлены в сторону повышения доли изделий, выпускаемых по индивидуальным заказам. Следствием этого является объективная необходимость полного или частичного перехода предприятий к позаказному производству. Однако даже в этом случае в номенклатуре продукции многие изделия являются универсальными или типовыми. По различным оценкам, их доля колеблется от 40 до 70%.

На разных предприятиях разбиение проектных операций по подразделениям, показанное на рис. 1, может являться как реальным, так и чисто функциональным по отношению к подразделениям или исполнителям. Например, на небольших мебельных предприятиях достаточно часто совмещаются функции конструирования и технологической подготовки производства.

Прием заказов

Прием заказа является первой операцией жизненного цикла нового изделия, при выполнении которой во время диалога с заказчиком определяются его функциональные, размерные, цветовые и иные параметры. Существуют два основных типа заказов: типовая мебель с доработкой и эксклюзивная мебель. Им соответствуют два способа приема. При заказе типовой мебели заказ принимается, как правило, в мебельном салоне менеджерами по продажам, от которых не требуется глубоких знаний технологии изготовления мебели. Менеджеры работают с заранее сформированными прайс-листами стандартных изделий и мо гут варьировать цвет и фактуру материала, фасады и фурнитуру, а иногда размеры в определенном интервале. Основными требованиями к модулям САПР при выполнении данной проектной операции являются высокое качество трехмерного изображения, адекватность построения интерьера помещения и скорость оформления заказа. При этом, как правило, заказ не передается в производство, а формируется на уровне складской программы.

Рис. 1. Информационные потоки мебельного предприятия

Рис. 1. Информационные потоки мебельного предприятия

Эксклюзивный заказ полностью определяется желанием заказчика и возможностями производства. Прием такого заказа выполняется конструктором или дизайнером, знающим производство. Этот вариант предполагает передачу заказа в производство, а следовательно, требует формирования комплекта конструкторско-технологической документации. Модуль приема заказов в данном случае должен быть тесно интегрирован с остальными подсистемами САПР. Игнорирование этого требования приводит к двум отрицательным моментам:

  • детальная конструкторская проработка заказа неизбежно искажает первоначальный замысел, что увеличивает общее время реализации из-за необходимости дополнительных согласований с заказчиком, корректировки стоимости и других непроизводственных издержек;
  • увеличение доли эксклюзивных заказов в объеме производства повышает нагрузку на конструкторский отдел, что требует увеличения штата.

По этим причинам дополнительным требованием к модулю приема эксклюзивных заказов является возможность прямой передачи заказа в производство, минуя или незначительно реализуя стадию конструирования.

Конструирование и технологическая подготовка

Обычной практикой работы малых мебельных предприятий является совмещение этапов конструирования и технологической подготовки производства в рамках единого подразделения, что обосновано и эффективностью автоматизированной реализации данных проектных операций. Например, выполнение технологической операции раскроя материалов на этапе конструирования нередко позволяет добиться существенной экономии материалов за счет незначительных для заказчика изменений в конструкции. В практике работы мебельных предприятий известны случаи, когда визуально не воспринимаемые изменения размеров отдельных деталей на 5- 10 мм приводили к 20-30-процентному уменьшению себестоимости их изготовления за счет оптимизации схемы укладки заготовок на листы материала.

На этапе конструирования и технологической подготовки все изделия разделяются на две группы:

  • типовые изделия, для которых ранее были спроектированы реальные или прототипные модели; они, минуя или попадая на короткое время к конструктору для редактирования, напрямую поступают к технологу;
  • нестандартные изделия, процесс проектирования которых реализуется в полном объеме.

По завершении этапа конструирования математическая модель изделия передается технологу мебельного производства, который выполняет две основные задачи:

  • технологическую проработку рабочих и сборочных чертежей и выпуск технологической документации: карт раскроя материалов, таблиц операций, управляющих программ для станков с ЧПУ;
  • формирование ведомостей комплектации — списка материалов и комплектующих, необходимых для изготовления изделия, с указанием их точного количества.

По окончании технологического этапа информационный поток разбивается на две составляющие: в производство и в подразделение материально-технического снабжения.

Таким образом, специфика мебельного производства часто предполагает совместное выполнение конструкторских и технологических операций. Это требует наличия и совмещения соответствующих возможностей САПР на одном рабочем месте при полной информационной совместимости моделей.

Важным требованием к математическим моделям мебельных изделий, формируемым на данном этапе, является наличие исчерпывающей информации для выполнения последующих этапов с высокой степенью автоматизации. Структура мебельного изделия безотносительно к способу его моделирования всегда содержит в явном или неявном виде информацию, достаточную для расчета себестоимости изготовления, нормирования операций и комплектования заказа. Следовательно, информационная структура оптимальной мебельной САПР должна позволять формализовать, использовать и интерпретировать максимальное количество априорно имеющихся данных.

Комплектование заказа

Одним из выходных документов технологического этапа жизненного цикла мебельного изделия является автоматически формируемая ведомость комплектации, в которой указывается, какие материалы и в каком количестве должны поступить в производство, чтобы данный заказ был изготовлен. Ведомости комплектации в мебельном производстве содержат множество позиций, к тому же количество ведомостей, обрабатываемых в течение дня, может исчисляться десятками. При использовании автономной складской системы ручной ввод информации приводит к затягиванию сроков выполнения заказа и к появлению ошибок. При этом необходимая информация, как отмечалось выше, уже содержится в модели изделия после завершения конструкторско-технологического этапа.

Обработка ведомостей комплектации должна выполняться автоматизированной складской системой, информационно интегрированной в структуру мебельной САПР. Ее задача, непосредственно связанная с выполнением заказа, заключается в автоматическом формировании двух типов документов:

  • накладной на получение требуемого количества материалов со склада для передачи их в производство;
  • суммарной ведомости на закупку недостающего количества материала за выбранный календарный период с учетом допустимых альтернативных замен.

Организация внедрения

Учет рассмотренных технических и организационных особенностей мебельного производства не является гарантией успешного внедрения САПР. Для этого еще требуется таким образом организовать процесс внедрения, чтобы избежать отрицательного результата. В процессе анализа успешных проектов автоматизации мебельных предприятий была выработана следующая рациональная последовательность ее выполнения:

1. Принятие директивного решения о внедрении САПР на уровне высшего руководства предприятия и придание ему статуса приоритетного проекта со всеми вытекающими отсюда организационными, финансовыми, кадровыми и иными последствиями.

2. Назначение руководителя проекта внедрения САПР на уровне заместителя директора или ведущего специалиста с возложением на него персональной ответственности за реализацию проекта. В последнем случае необходимо предоставление руководителю проекта достаточных дополнительных полномочий для решения поставленных задач.

3. Планирование будущей структуры предприятия, кадровых ресурсов, сроков поэтапной реализации проекта, материально-финансовых затрат и предполагаемого экономического эффекта от автоматизации. Разработанный план утверждается руководством предприятия и вводится в действие приказом по предприятию.

4. Организация группы внедрения из числа наиболее подготовленных и заинтересованных сотрудников с обязательным распределением между ними ответственности за такие ключевые составляющие успешной реализации проекта, как администрирование аппаратного и программного обеспечения, формирование баз данных, разработка новых форматов документов и структуры информационных потоков. Для мотивации их деятельности в течение всего срока реализации проекта необходимо предусмотреть меры материального и морального стимулирования за выполнение повышенного объема работ.

5. Постепенный переход на новую организацию работы, начиная с наиболее проблемных участков предприятия.

6. Обучение специалистов работе в новых условиях, которое может производиться в специализированных центрах или непосредственно на предприятии. Это мероприятие весьма затратное, поэтому параллельно разрабатывается комплекс мер по закреплению специалистов на предприятии. Особое внимание уделяется формированию корпоративной культуры как одному из важнейших аспектов сплочения коллектива для решения стратегических задач предприятия.

Некоторые из этих шагов кажутся очевидными, но ими то и дело пренебрегают в реальной практической деятельности.

При грамотной организации и исполнении работ по внедрению САПР на мебельных предприятиях малого бизнеса первые практические результаты появляются по истечении двух-трех месяцев, а средний срок окупаемости затрат колеблется в интервале от полугода до двух лет.

В начало В начало

САПР и графика 7`2007

Популярные статьи

Будущее CAM-систем

Статья знакомит с современным состоянием функционала CAM-систем, делает своеобразный экскурс в прошлое программного обеспечения для станков с ЧПУ, дает прогноз развития технологий, рынка и возможностей CAM-систем к 2020 году

Новая линейка профессиональной графики NVIDIA Quadro — в центре визуальных вычислений

Компания NVIDIA обновила линейку своих профессиональных графических карт Quadro. Новая архитектура Maxwell и увеличенный объем памяти позволяют продуктивно работать с более сложными моделями в самых высоких разрешениях. Производительность приложений и скорость обработки данных стали вдвое выше по сравнению с предыдущими решениями Quadro

OrCAD Capture. Методы создания библиотек и символов электронных компонентов

В этой статье описаны различные приемы и способы создания компонентов в OrCAD Capture, которые помогут как опытному, так и начинающему пользователю значительно сократить время на разработку библиотек компонентов и повысить их качество