Организация параллельной конструкторско-технологической подготовки производства на ФГУП «ОКБМ»
Этап технологической подготовки производства
Разработка технологических процессов
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ
ОКБМ — одна из ведущих конструкторских организаций атомного машиностроения, крупный научно-производственный центр отрасли, располагающий многопрофильным конструкторским коллективом, собственной исследовательской, экспериментальной и производственной базой. Научно-производственный потенциал ОКБМ позволяет выполнять весь комплекс работ по созданию различных типов реакторных установок и всей гаммы оборудования для них, включая разработку конструкторской документации, выполнение необходимых расчетов, НИР и ОКР, изготовление и испытания опытных образцов с отработкой промышленной технологии производства, изготовление и шеф-монтаж штатного оборудования, его пусконаладку и ввод в эксплуатацию, сервисное обслуживание оборудования на действующих объектах, снятие с эксплуатации.
Обеспечение конкурентоспособности предприятия в настоящее время невозможно без внедрения технологии интегрированной поддержки жизненного цикла изделия (ИПИ-технологий).
Эффективная реализация принципов ИПИ-технологий на предприятии достигается за счет создания интегрированной корпоративной среды совместной работы над изделием (PDM-система), которая, в свою очередь, обеспечивает:
• создание среды совместной параллельной разработки изделия;
• создание структурированного электронного описания изделия;
• управление конфигурацией на всех этапах жизненного цикла изделия (проектирование, подготовка производства, производство, постпроизводственное сопровождение);
• сокращение времени и снижение затрат конструкторско-технологического проектирования и согласования технической документации за счет электронного документооборота.
Упрощенная схема построения ИПИ на предприятии представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема построения ИПИ на ФГУП «ОКБМ»
Необходимость сокращения цикла конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) определяется трудоемкостью процесса проектирования технологической документации, зачастую превосходящей трудоемкость разработки конструкторской документации.
ФГУП «ОКБМ им. И.И.Африкантова» (г.Н.Новгород) начиная с 1998 года активно сотрудничает с НПП «ИНТЕРМЕХ» (г.Минск) и является одним из первых предприятий в нашей стране, использующих комплекс программ ИНТЕРМЕХ в качестве платформы для внедрения принципов ИПИ-технологий и организации параллельной конструкторско-технологической подготовки производства. Конструкторско-технологическая подготовка производства (КТПП) рассматривается в ОКБМ как единый процесс. Применение программного комплекса НПП «ИНТЕРМЕХ», ядром которого является PDM-система управления техническим документооборотом предприятия (Search), позволяет организовать процесс совместной параллельной работы над изделием конструкторов и технологов альтернативный классическому КТПП.
Организация процесса параллельного проектирования конструкторской и технологической документации укрупненно представлена на рис. 2.
Рис. 2. Укрупненный бизнес-процесс параллельной конструкторско-технологической подготовки производства, реализованный на ФГУП «ОКБМ»
Параллельная конструкторско-технологическая подготовка производства на ФГУП «ОКБМ» основана:
1) на организации безбумажного документооборота посредством использования возможностей PDM-системы;
2) участии технолога в отработке изделия на технологичность на стадии 2D-, 3D-проектирования;
3) использовании конструкторской 3D-модели изделия, зарегистрированной в электронном архиве предприятия, при разработке технологической модели для формирования управляющей программы (УП) для изготовления на станках с ЧПУ на стадии 2D-, 3D-проектирования;
4) разработке технологической документации по окончательно не утвержденной ЭКД (после проведения технологического контроля ЭКД и подписания в графе «Т.контр.») с сохранением данной версии КД в качестве исходной;
5) организации сравнения исходной и окончательно утвержденной и зарегистрированной в электронном архиве предприятия версии ЭКД с последующей корректировкой технологической документации;
6) возможности параллельной разработки сквозного ТП специалистами различных технологических служб предприятия (механообработка, сборка, сварка, неразрушающий контроль, термообработка) с последующей «сшивкой» технологических процессов, разработанных отдельными технологическими подразделениями в единый электронный комплект документации технологического процесса;
7) оснащении технологических процессов средствами технологического оснащения (СТО) параллельно разработке технологической документации, осуществляемом специалистами конструкторских бюро, и одновременном пополнении базы данных СТО предприятия;
8) ассоциативном обновлении УП для станков с ЧПУ при внесении корректировок в КД (конструкторская 3D-модель);
9) реализации возможности нормирования ЭТД специалистами планово-экономического отдела.
Необходимо отметить, что реализация этих принципов невозможна без внедрения ИПИ-технологий и применения оригинальных решений в области аппаратной конфигурации, в частности использования многомониторного АРМ технолога (рис. 3).
Рис. 3. Многомониторное АРМ технолога, используемое на ФГУП «ОКБМ» для организации безбумажного документооборота
Многомониторное АРМ технолога позволяет:
• организовать сквозную параллельную КТПП (с возможностью использования 3D-моделей конструкции изделия);
• вести разработку конструкторской и технологической документации по безбумажной технологии;
• снизить прямые затраты на бумагу;
• получить одновременный доступ ко всем данным, используемым при разработке технологической документации;
• вести работу с электронной КД большого формата (вплоть до А0).
В рамках реализации проекта на ФГУП «ОКБМ» были проведены работы по организации параллельной конструкторско-технологическая подготовки производства по безбумажной технологии в соответствии с бизнес-процессом, представленным на рис. 2. Далее рассмотрим подробнее ход выполнения работ.
Этап проектирования
На данном этапе (эскизный, технический проект, разработка ЭКД) конструкторский документ проходит отработку на технологичность, завершающуюся подписанием электронной версии чертежа в графе «Т.контр.».
На ФГУП «ОКБМ» проведены работы по отработке конструкции изделия на технологичность на стадии 3D-моделирования с целью повышения качества проектируемого изделия за счет повышения ТКИ (технологичности конструкции изделия). Сформулированы требования, предъявляемые технологами к 3D-модели изделия, необходимые для проведения отработки на технологичность.
ЭКД, подписанная в графе «Т.контр.», сохраняется в качестве исходного экземпляра ЭКД и поступает на разработку технологической документации. Взаимодействие технолога и конструктора обеспечивается PDM-системой Search, посредством электронных шаблонов процессов передачи, согласования и утверждения ЭКД.
 |
|
Этап технологической подготовки производства
На данном этапе осуществляется разработка комплекта технологической документации (техпроцессы для различных видов производства, конструкторская документация на СТО) и формирование управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ параллельно с процессами утверждения, нормоконтроля и доработки ЭКД.
В свою очередь, выполнение работ на данном этапе может быть разбито на несколько подэтапов, выполняемых параллельно друг с другом.
|
|
Разработка технологических процессов
При разработке техпроцессов технолог руководствуется исходным экземпляром ЭКД, что позволяет вести разработку параллельно процессу утверждения, нормоконтроля и доработки ЭКД, проводить корректировку техпроцессов по итогам сравнения исходной и учтенной версий ЭКД на этапе сравнения.
Помимо традиционного создания ТП для одного вида производства особенностью технологической подготовки производства на ФГУП «ОКБМ» является разработка ТП специалистами разных технологических служб для различных видов производства (механообработка, сборка, сварка, неразрушающий контроль) с последующим созданием сквозного комплекта документов технологического процесса (КДТП). Использование системы автоматизации технологической подготовки производства TechCard позволяет организовать совместную параллельную сквозную разработку КДТП на изделие специалистами различных технологических служб предприятия. Использование системы Search на стадии разработки ТП по прототипам позволило значительно ускорить разработку технологической документации и ее поиск среди большого количества однотипных документов. В данное время в ОКБМ ведется работа по созданию приложения в системе Search, позволяющего наряду с выборками производить фильтрацию и быстрый поиск технологических процессов по их параметрам. Создание такого приложения стало доступным относительно недавно — с появлением возможности редактирования форм в системе Search.
|
|
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ
Использование системы CADMECH UNIGRAPHICS совместно с системой Search позволяет начинать разработку УП для станков с ЧПУ на стадии 3D-моделирования. Технолог разрабатывает технологическую модель (сборка UG, созданная на основе конструкторской модели, дополненная технологическими элементами: заготовка, технологические прижимы, режущие инструменты, системы координат механической обработки на станке, необходимые методы обработки) с возможностью ассоциативного обновления УП при изменениях конструкторской модели, зарегистрированной в электронном архиве предприятия.
|
|
Разработка ЭКД на СТО
На стадии разработки ТП технолог оформляет заявку на проектирование специальной оснастки и с помощью электронного процесса оповещает начальника конструкторского бюро оснастки, который, в свою очередь, распределяет работу по проектированию ЭКД на СТО. Использование АРМ конструктора оснастки позволяет производить оснащение ТП параллельно с его разработкой, пополнять базу данных предприятия специальной оснасткой, согласовывать, утверждать и архивировать ЭКД на СТО в электронном архиве PDM-системы Search.
Комплексное использование возможностей программного обеспечения, разработанного НПП «Интермех» (Search, TechCard, АРМ конструктора оснастки, CADMECH UNIGRAPHICS) позволило организовать совместную параллельную работу различных технологических служб предприятия на этапе технологической подготовки производства и сократить время выпуска комплекта технологической документации.
|
|
Этап сравнения
После окончательного утверждения и архивации ЭКД оформляется заказ для запуска изделия в производство, проводится корректировка технологической документации по итогам сравнения ранее сохраненной исходной версии ЭКД с учтенной версией ЭКД, помещенной в архив утвержденной документации предприятия.
Проведенные работы по проектированию и изготовлению реальных изделий показали возможность сокращения сроков КТПП. На начальном этапе внедрения работа технологической службы по указанной схеме является трудоемкой, однако выигрыш в сокращении времени КТПП, позволяющий предприятию выполнить большее число заказов, очевиден.
|
|
