2 - 2007

Повышение эффективности автоматизации подготовки производства

К.С.Кульга

Современные экономические условия вносят существенные изменения в традиционный процесс подготовки производства. Особенностью подготовки производства в таких условиях является необходимость решения следующих задач:

• проведение многочисленных вариантов предварительных расчетов производственных заказов (ПЗ). Особенностью таких расчетов является минимальный объем исходной конструкторской и технологической документации (отдельные сборочные чертежи или эскизы). В то же время результаты необходимы для принятия обоснованных решений при участии предприятия в тендерах, заключении договоров (контрактов) и т.п. Необходимо учитывать, что из общего количества проведенных расчетов ПЗ впоследствии только 10-15% ПЗ может быть размещено в реальном производстве. Остальной, более значительный объем проведенных расчетов, как правило, не находит последующего применения, например ввиду отрицательных результатов по итогам тендеров, вследствие незаключения договоров и т.п.;

• подготовка конструкторской, технологической и планово-экономической документации по ПЗ в предельно сжатые сроки;

• обеспечение конструкторской и технологической документацией производственных подразделений предприятия для опережающего запуска унифицированных и заимствованных узлов/компонентов ПЗ в заготовительное и комплектующее производство.

Для автоматизации этих сложных и трудоемких задач предназначено специальное программное математическое обеспечение (ПМО). Основой автоматизации является эффективная организация работы и взаимодействия отделов предприятия, отвечающих за подготовку производства: конструкторского, технологического, труда и заработной платы, планово-экономического.

Рассмотрим особенности организационных мероприятий и применения специального ПМО параметрической графики и системы Stalker, необходимых для решения задач автоматизации подготовки и управления производством.

Предлагаются две организационные структуры построения и взаимосвязи отделов, отвечающих за подготовку производства:

• с сокращенным циклом подготовки производства;

• с полным циклом подготовки производства.

Опишем организационную структуру с сокращенным циклом подготовки производства. Укрупненная схема такой структуры показана на рис. 1.

Для успешной реализации такой структуры необходима автоматизация полного объема проектных работ в отделе главного конструктора (ОГК) с помощью применения ПМО систем параметрической графики и документооборота. Применение системы конструкторского документооборота позволяет:

• повысить качество и эффективность работы конструкторов;

• создавать документацию с ассоциативными связями;

• использовать единую базу данных (БД) заготовок/материалов, стандартных и покупных изделий, а также просматривать аналогичную БД системы Stalker. Данная возможность необходима для того, чтобы при проектировании в ОГК учитывался реальный опыт применения в производстве определенных типов заготовок, основных/вспомогательных материалов, стандартных/покупных изделий;

• разрабатывать библиотеки базовых изделий и унифицированных узлов;

• обеспечить эффективную работу служб, отвечающих за вопросы соответствия конструкторской документации требованиям нормоконтроля: регистрация уникальных шифров и наименований компонентов ПЗ, повышение степени унификации при проектировании новых ПЗ.

Опыт автоматизации подготовки производства показывает, что технологическим, экономическим и производственным отделам предприятия удобнее работать с конструкторской документацией, разработанной для уникального исполнения ПЗ. В случае создания конструкторской документации на изделие с многочисленными вариантами исполнений вышеуказанные службы испытывают постоянные трудности, связанные с согласованием структуры ПЗ (топология построения ПЗ), обработки многочисленных изменений и служебных записок, а также при передаче ПЗ непосредственно в производство и его реализации.

В структуру предлагаемого отдела технологической подготовки производства (ОТПП) должны входить квалифицированные работники следующих подразделений предприятия (см. рис. 1): технологического, бюро трудового нормирования (БТН), отдела организации труда и заработной платы (ООТиЗ), планово-экономического отдела (ПЭО).

Рис. 1.  Структура с сокращенным циклом подготовки производства

Рис. 1. Структура с сокращенным циклом подготовки производства

ОТПП одновременно работает с группой ПЗ, входящих в текущий план производства. Рассмотрим основные задачи ОТПП:

• уточнение топологии построения ПЗ, в частности добавление новых узлов и сборочных единиц (СЕ), например комплектов укладочных средств и запасных частей;

• разработка маршрутных «расцеховок» ПЗ (вариантов маршрутных расцеховок ПЗ), определяющих технологический маршрут изготовления компонентов ПЗ (СЕ, детали, вспомогательные материалы, стандартные и покупные изделия) по производственным подразделениям предприятия. Маршрутные «расцеховки» создаются с учетом данных производственно-диспетчерского отдела (ПДО);

• решение задач раскроя: штангового и листового проката; конуса, фланца и секторов из листового проката; деталей типа «обечайка» (заготовка: листовой прокат или лента) и т.п. Основными результатами расчетов являются: карты раскроя, размеры заготовки и деловых/технологических отходов, значение коэффициента кратности;

• автоматизированные расчеты норм расхода основных и вспомогательных материалов для различных видов технологических операций: заготовительных, механообработки, сварочных, термообработки, нанесения химических и лакокрасочных покрытий и т.п.;

• формирование комплекта документации: карты комплектации и сменные задания цехам; подетальные и сводные специфицированные материальные отчеты по цехам — получателям основных/вспомогательных материалов и покупных изделий и т.п.;

• предварительные расчеты норм расхода основных/вспомогательных материалов, стандартных и покупных изделий (например, для участия предприятия в тендерах);

• расчеты подетальных и сводных норм времени/зарплаты, а также обоснование численности основных производственных исполнителей. Для проведения расчетов используется следующая информация по ПЗ: рабочая конструкторская документация; топология построения, маршрутные «расцеховки», размеры заготовок и дополнительные технологические указания к технологии сборки/изготовления компонентов; данные из специальных технологических процессов (например, нанесение лакокрасочных и упрочняющих покрытий); база данных типовых трудовых нормативов. Особенностью задачи трудового нормирования в этом случае является проведение расчетов при отсутствии полного комплекта технологической документации (технологических процессов). В связи с этим рассмотрим более подробно способы решения данной задачи в системе Stalker. Основным элементом задачи трудового нормирования является БД типовых трудовых нормативов. ПМО и реляционная схема данных БД позволяют пользователю эффективно вводить и обрабатывать значительный объем исходной информации. БД типовых нормативов времени содержит следующую информацию (рис. 2):

Рис. 2. Главная форма БД типовых трудовых нормативов

Рис. 2. Главная форма БД типовых трудовых нормативов

- виды технологических операций,

- типовые переходы установки и технологические переходы,

- поправочные коэффициенты, учитывающие обрабатываемый и инструментальный материал, условия обработки,

- таблицы, содержащие данные для расчета нормы времени (рис. 3);

Рис. 3. Пример таблицы БД типовых трудовых нормативов

Рис. 3. Пример таблицы БД типовых трудовых нормативов

• планово-экономические расчеты (включая предварительные расчеты): определение материальных затрат на основные/вспомогательные материалы, покупные изделия и полученные по межцеховой кооперации; составление сводной сметно-плановой калькуляции;

• передача технологических данных ПЗ в следующие подразделения: ПДО, отделы материально-технического снабжения (ОМТС) и внешней комплектации, производственные участки и цеха.

При проведении предварительных и проектных расчетов работники ОТПП используют БД унифицированных узлов и базовых изделий (ПЗ), что позволяет осуществлять в системе Stalker эффективные процедуры заимствования узлов (СЕ) и отдельных компонентов.

Предлагаемая структура ОТПП имеет следующие преимущества:

• повышение качественного уровня конструкторской документации;

• выполнение отдельным работником ОТПП следующего комплекса взаимосвязанных задач: разработка маршрутных «расцеховок»; определение размеров заготовок; материального нормирования основных и вспомогательных материалов, а также стандартных и покупных изделий; оперативный учет многочисленных изменений по конструкторским извещениям и служебным запискам;

• расчеты трудовых затрат с возможностью проведения оперативных консультаций работников непосредственно в ОТПП, например для решения следующих вопросов по ПЗ: топологии узлов, структуре маршрутных «расцеховок», особенностям технологической сборки или изготовления компонентов и т.п.;

• одновременная работа нескольких работников ОТПП над одним ПЗ, например для совместного технологического проектирования одного и того же ПЗ, совмещение процедур технологического проектирования и трудового нормирования;

• планово-экономические расчеты (включая предварительные);

• централизованная выдача технологической и планово-экономической документации в производственные службы предприятия: ОМТС (для ведения журнала распределения материалов и покупных изделий, определения величины материального дефицита, выписки лимитно-заборных карт или материальных требований с расшифровками по ПЗ), ПДО (межцеховой производственный учет), производственные участки и цеха (внутрицеховой производственный учет), финансовые службы.

Рассмотрим организационную структуру с полным циклом подготовки производства. Укрупненная схема такой структуры показана на рис. 4. Основные особенности подготовки производства с применением данной структуры следующие:

Рис. 4.  Структура с полным циклом подготовки производства

Рис. 4. Структура с полным циклом подготовки производства

• требования к работе конструкторского отдела аналогичны предыдущей структуре;

• опережающий запуск ПЗ в заготовительное и комплектующее производство на основании результатов работы бюро разработки маршрутных расцеховок и материального нормирования: варианты маршрутных «расцеховок» (с учетом групп заготовительных, комплектующих и сборочных цехов, межцеховой кооперации), карты комплектации и сменные задания цехам; предварительные подетальные и сводные специфицированные материальные отчеты с указанием цехов — получателей;

• учет в ПЗ взаимозаменяемых узлов, замена отдельных компонентов на узел (СЕ), замена изготавливаемых компонентов на покупные изделия;

• разработка комплектов технологической документации (маршрутные и операционные карты, карты эскизов, карты технического контроля, ведомость оснастки) для всех технологических переделов. Технологическая документация создается на основании результатов работы ОГК, бюро маршрутных «расцеховок», бюро материального нормирования, информационного обеспечения (размещается на сервере) и ПМО системы Stalker (см. рис. 4). Для повышения эффективности создания технологических процессов в системе Stalker используется БД средств технологического оснащения, включающая данные по стандартной и специальной оснастке.

Расчеты трудовых затрат осуществляются на основании полных комплектов технологической документации, с расчетом и формированием подетальных и сводных отчетов норм времени и заработной платы основных производственных исполнителей.

Данные подготовки производства используются в различных отделах предприятия, например в финансовом отделе. В связи с этим возникает задача обеспечения взаимодействия различного программного обеспечения на предприятии. В системе Stalker применяется дискретный метод экспорта исходных и результирующих данных подготовки производства по событию с помощью специального интерфейса. Для реализации экспорта созданы процедуры, позволяющие обеспечить целостность и нормализацию передаваемых данных через согласованные форматы файлов. Событием для начала процедуры экспорта данных может быть, например, завершение работы над изделием в ОГК, выпуск извещения или акта разрешения замены.

Предлагаемая структура ОТПП обладает всеми положительными достоинствами предыдущей структуры и дополняется следующими преимуществами:

• повышение уровня проработки технологической документации;

• повышение точности расчетов трудовых затрат и планово-экономических показателей;

• обеспечение производства полным комплектом документации в электронном виде;

• организация эффективного производственного учета;

• уменьшение количества брака в производстве.

***

Для решения задач автоматизации подготовки единичного и мелкосерийного производства необходимо осуществить организационные преобразования в конструкторских и технологических службах предприятия.

Структура с сокращенным циклом подготовки производства (см. рис. 1) рекомендуется для применения на предприятиях с ограниченным количеством заготовительных, комплектующих и сборочных цехов, достаточно высоким уровнем унификации СЕ и компонентов, значительной долей комплектующих покупных изделий.

Структура с полным циклом подготовки производства (см. рис. 2) может быть применена на более крупных предприятиях, имеющих в своем составе группы заготовительных, комплектующих и сборочных цехов (как следствие, необходима разработка вариантов маршрутных «расцеховок» и технологических процессов), выпускающих разнообразный перечень единичной и серийной продукции.

САПР и графика 2`2007