9 - 2011

Информационная интеграция проектных данных в мебельном производстве

Павел Бунаков

Основной целью автоматизации проектирования и технологической подготовки производства является решение двух задач: сокращение времени преобразования информации при ее прохождении по цепочке «идея — готовое изделие» и уменьшение количества субъективных ошибок, вносимых на отдельных этапах этого процесса.  Решение указанных задач достигается за счет интеграции конструкторских, технологических, производственных и экономических данных, что требует согласования протоколов обмена и определения алгоритмов преобразования.

В мебельном производстве основой информационной интеграции является трехмерная модель изделия или ансамбля, создаваемая при активном участии заказчика. С одной стороны, она должна отражать его специфические требования, а с другой — не выходить за технологические возможности конкретного производства. Все последующие проектные операции выполняются на основе обработки этой модели, формируя разветвленные информационные потоки. Процесс проектирования мебельных изделий является довольно емким по времени и затратам. Он неразрывно связан практически со всеми материальными, финансовыми и информационными потоками предприятия. Это означает, что  технологии интеграции должны охватывать весь процесс проектирования, что предполагает формирование единого информационного пространства проектирующих систем, стандартизацию и синхронизацию документооборота процесса проектирования. Реализация подобной методики комплексной автоматизации требует отражения в модели всех существенных характеристик мебельных изделий, что определяет преимущественное использование специализированных САПР на мебельных предприятиях.

Внедрение систем автоматизации, поддерживающих  информационную интеграцию проектных данных, существенным образом изменяет среду и технологию проектирования, а также роль самих проектировщиков. Наряду с решением профессиональных задач, от них требуется умение быстро находить и обрабатывать актуальную цифровую информацию об объектах проектирования, моделировать их на компьютере и выдавать проектные решения в цифровом виде на последующие этапы обработки. Это говорит о том, что конкурентоспособность современного мебельного предприятия определяется не только имеющимся оборудованием, кадровым потенциалом, применяемыми материалами, но и эффективностью автоматизированных систем, а также уровнем их интеграции.

Компания «БАЗИС­ЦЕНТР» в течение многих лет активно работает с мебельными предприятиями. Успешным примером сотрудничества является многолетняя совместная работа со специалистами таких известных производителей мебели, как Ульяновская, Самарская и Саранская мебельные фабрики, мебельный холдинг «Ангстрем», мебельные фабрики «Целлер» и «Алмаз». Анализ опыта внедрения и использования системы БАЗИС на этих и других предприятиях позволил разработать требования к информационной инфраструктуре мебельного предприятия и инструментарию автоматизированного проектирования мебели, реализация которых позволяет сделать процесс автоматизированного проектирования максимально эффективным. Соответствующая схема информационных потоков приведена на рисунке.

Процесс материализации идеи нового мебельного изделия или ансамбля может быть инициирован одним из трех способов в зависимости от номенклатуры выпускаемых изделий, объема, сложности и эксклюзивности проекта, принятой системы реализации продукции. В системе БАЗИС они реализуются модулями БАЗИС­Салон, БАЗИС­Мебельщик и БАЗИС­Шкаф. Общим для всех современных мебельных предприятий является позаказный характер производства, позволяющий организовать выпуск индивидуальной продукции и мелкосерийное производство на основе промышленных технологий.

Предприятия, имеющие разветвленную дилерскую сеть, для приема заказов используют, как правило, модуль БАЗИС­Салон, который устанавливается во всех точках приема заказов. Он позволяет решить главную задачу контакта с заказчиком — заинтересовать его и мотивировать на приобретение мебели именно в этом салоне. Основной входной информацией для его работы является электронный каталог изделий (прайс­лист), формируемый в модуле БАЗИС­Менеджер на основе математических моделей и библиотек моделей. Модуль БАЗИС­Салон поддерживает работу с произвольным количеством прайс­листов, которые структурируются по виду мебельных изделий (кухни, прихожие, спальни и т.д.) и по производителям.

Прием заказа начинается с моделирования помещения. Для этого разработан инструментарий, позволяющий учитывать произвольные формы помещения и наличие любых элементов, существенных с точки зрения установки мебели (окна, ниши, батареи отопления, колонны и т.д.). Для ускорения этого процесса из специальных библиотек можно импортировать параметрические типовые формы и элементы помещений. Готовый макет сохраняется в файле и служит «контейнером» для размещения мебели.

Наиболее ответственной частью приема заказа является расстановка мебели и проектирование интерьера. Процесс этот многовариантный, интерактивный и рекурсивный, поскольку именно он реализует представления заказчика в проекте. Прайс­лист, как основной источник информации о мебели, содержит большое количество моделей изделий. Однако реализовать проект с применением только стандартных изделий практически невозможно. В то же время менеджеры мебельных салонов не обладают достаточным уровнем знаний технологии мебельного производства, чтобы спроектировать уникальное изделие. Для того чтобы разрешить это противоречие, разработана специальная программа — редактор моделей, который позволяет в определенных пределах редактировать стандартные модели из прайс­листа. Имея исключительно простой интерфейс и ограниченный функционал, она позволяет «подгонять» изделия под нужные размеры и дорабатывать отдельные их элементы.

При приеме заказов чаще всего требуется задача спроектировать кухню, которая имеет ряд специфических особенностей. Пространство кухни принято делить на три зоны: для работы, для принятия пищи и для прохода. Как правило, размеры кухонь достаточно небольшие, а разместить надо не только мебель, но и значительное количество бытовой техники. Это означает, что в кухне всё должно быть организовано таким образом, чтобы максимально экономить пространство, выдерживая при этом допустимые размеры зон. Еще одна особенность связана с тем, что изделия кухонной мебели часто имеют общие элементы, такие как карнизы, столешницы, плинтуса. Для работы с ними в модуле БАЗИС­Салон предусмотрен специальный инструментарий и библиотеки типовых законцовок столешниц и профилей плинтусов.

Независимо от вида принимаемого заказа есть одно общее требование — качественная и максимально приближенная к реальности визуализация интерьера помещения. Именно это в большинстве случаев является той самой «последней каплей», которая склоняет заказчика к покупке понравившейся мебели. Приданию картинке реалистичности способствуют, помимо широких возможностей визуализации (рендеринга) в модуле БАЗИС­Салон, возможность импорта моделей из 3DS­файлов и нанесение на объекты текстур любых графических форматов, включая AVI­формат.

Результатом работы модуля расстановки мебели являются файл проекта и графический LDW­файл в формате системы БАЗИС. Существует также возможность экспорта варианта расстановки в наиболее распространенные графические форматы (BMP, JPEG, WMF и т.д.).

Принятая в модуле БАЗИС­Салон информация является основой для формирования заказа, то есть подготовки комплекта документации для оформления гражданско­правовых отношений между заказчиком и мебельным предприятием и для передачи заказа в работу. Первый комплект  представляет собой текстовые документы, оформляемые по принятым на предприятии стандартам в соответствии с действующим законодательством. Для этого можно использовать встроенный редактор документов, работающий на основе шаблонов, или экспортировать информацию в XLS­, DBF­ и ODS­файлы.

Второй комплект документов — это производственное задание, которое формируется в электронном виде модулем обработки заказов и передается в модуль БАЗИС­Мебельщик, то есть непосредственно в конструкторский или технологический отдел.

БАЗИС­Мебельщик является системообразующим элементом всего комплекса САПР БАЗИС. Он позволяет проектировать любые мебельные изделия независимо от функционального назначения, используемых материалов и фурнитуры, степени сложности и других факторов. Выходной информацией модуля БАЗИС­Мебельщик являются LDW­файлы (в новой версии 8.0 — B3D­файлы). Они содержат объектные структурно­атрибутивные модели мебельных изделий, учитывающие всю специфику мебельных изделий как объектов проектирования. В информационном аспекте эти файлы реализуют протоколы взаимодействия всех модулей комплекса. Для структурированного хранения множества моделей применяются библиотеки моделей — BLF­файлы.

Важное значение имеют файлы проектов, в которых хранится полная информация обо всех изделиях, составляющих некий конкретный заказ. Все модели, входящие в проект, обрабатываются модулями технологической подготовки комплекса БАЗИС совместно, что позволяет получить существенную экономию материалов на производстве. 

Второй способ формирования исходной информации для изготовления мебельных изделий — это непосредственное конструирование в модуле БАЗИС­Мебельщик. Как правило, он практикуется на предприятиях, выпускающих эксклюзивную мебель, у которых ни один проект не повторяет предыдущие. Такой подход позволяет реализовать любые пожелания заказчиков, но при этом требует высокой квалификации специалистов. Несмотря на удобство и простоту конструирования мебельных изделий, которая реализована в модуле БАЗИС­Мебельщик, этот процесс требует хороших знаний в области конструирования и технологии мебельных изделий, конструкционных материалов, автоматизированного проектирования и, конечно же, художественного вкуса. 

Третий способ моделирования мебельных изделий — использование модуля параметрического проектирования БАЗИС­Шкаф. Он применяется на предприятиях, номенклатура изделий которых соответствует заложенным в него шаблонам. Это различного вида прямые и угловые шкафы с распашными и раздвижными дверями, кухонная мебель, тумбочки, стеллажи и т.п. Выделение типовых классов проектируемых изделий позволило резко увеличить скорость моделирования и снизить его трудоемкость. В результате работы модуля БАЗИС­Шкаф могут формироваться три группы файлов: рассмотренные выше LDW­ и  BLF­файлы, а также SH­файлы, в которых хранится параметрическая модель изделия. Это позволяет организовать интерфейс как с модулем БАЗИС­Мебельщик для индивидуальной доработки типовых моделей, так и с другими модулями комплекса для автоматизации технологического проектирования.

Мастер построения ящиков является автономным модулем, предназначенным для моделирования систем выдвижения и конструкций выдвижных ящиков. Он не «привязан» ни к каким конкретным поставщикам фурнитуры, а представляет собой универсальный инструмент конструирования, позволяющий создавать параметрические модели всех существующих систем выдвижения. Библиотеки ящиков (BB­файлы) могут использоваться в модулях БАЗИС­Мебельщик и БАЗИС­Шкаф, причем каждый из них может работать с произвольным количеством библиотек.  

Модуль экономических расчетов БАЗИС­Смета в качестве входной информации применяет файлы моделей изделий, библиотеки и проекты. Он разработан на основе концепции технологического сопутствия [1], что позволяет выполнять расчеты себестоимости изделий, трудоемкости их изготовления и ряда других технико­экономических показателей. Объектный характер моделей мебельных изделий в системе БАЗИС позволяет выполнять все расчеты с высокой степенью точности, при этом способ и характер учета всех видов издержек определяется пользователями в зависимости от принятой экономической политики на предприятии. Полученная информация служит основой для определения стоимости изделий при формировании прайс­листов в модуле БАЗИС­Менеджер. Для сопряжения модуля БАЗИС­Смета с системами класса PLM или ERP предусмотрен экспорт номенклатуры, сметы затрат и результатов расчетов в XLS­, DBF­ и TXT­файлы.

Решение задач производственной логистики в модуле БАЗИС­Склад базируется на импорте ZKZ­файлов из модуля БАЗИС­Смета. Они представляют собой полный список материалов и комплектующих элементов, необходимых для реализации некоторого проекта. На их основе формируются документы на отпуск товаров со склада и списки недостающих товаров. Все накладные, акты и отчеты экспортируются в файлы распространенных форматов для дальнейшей обработки. Помимо этого могут выполняться экспорт и импорт номенклатуры, а также экспорт движения товаров.

Технологическая подготовка мебельного производства представлена модулями раскроя материалов и формирования управляющих программ для станков с ЧПУ.

Модуль БАЗИС­Раскрой позволяет оптимизировать карты раскроя материалов по совокупности геометрических, технологических и организационных критериев [2]. Информация о размерах деталей напрямую импортируется из модулей БАЗИС­Мебельщик и БАЗИС­Шкаф через LDW­файлы. При автономном использовании модуля эта информация должна вводиться вручную. Результаты раскроя материалов представляют собой три группы файлов:

  • карты раскроя в форматах LDW или BLF — графическое изображение размещения деталей на полноформатных листах или на обрезках материалов;
  • накладные на получение ранее изготовленных деталей и передача дополнительно раскроенных деталей и обрезков материалов на склад в форматах LDW, XLS, DOC и TXT;
  • задание на раскрой в формате XLS и внутреннем формате OBL.

В последнее время широкое распространение получило применение бирок со штрих­кодами для контроля прохождения деталей по этапам технологического процесса. Формат бирок, то есть тип системы кодирования и объем кодируемой информации, определяются в соответствующем модуле.

Модуль БАЗИС­ЧПУ импортирует LDW­файлы, выполняет необходимую обработку геометрической информации и формирует управляющие программы для фрезерно­присадочных станков. В настоящее время поддерживаются форматы всех систем управления, представленных на отечественном рынке оборудования.

Информационное обеспечение системы БАЗИС включает четыре локальные базы данных (БД):

  • БД материалов — в ней хранится информация о конструкционных материалах и фурнитуре, используемых в процессе проектирования;
  • БД операций — предназначена для хранения информации о технологических операциях и их трудоемкости;
  • БД статей затрат — содержит информацию о видах и алгоритмах расчетов издержек производства;
  • БД склада — полная информация о материальном обеспечении производства.

Первые три базы логически интегрированы между собой цепочками технологического сопутствия [1], а база склада синхронизируется с ними по специальным запросам.

Таким образом, из всего вышеизложенного следует, что принципы информационной интеграции проектных данных, реализованных в программном комплексе БАЗИС, адекватно отражают реальные конструкторские, технологические и организационные процессы мебельного предприятия. Это позволяет достичь максимальной производительности использования программного обеспечения САПР, что, в свою очередь, повышает конкурентоспособность предприятия.  

Литература

  1. Бунаков П.Ю. Информатизация технологической подготовки производства корпусной мебели. Коломна: Московский государственный областной социально­гуманитарный институт, 2010.  258 с.
  2. Бунаков П.Ю., Каскевич Н.В. Теория и практика автоматизированного раскроя материалов в производстве корпусной мебели. Коломна: Московский государственный областной социально­гуманитарный институт, 2010. 170 с.

САПР и графика 9`2011

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