5 - 2007

Управление заменами элементов в электронной конструкторской документации

Евгений Кукареко, Максим Панфилов, Валерий Сурмило

Блоки замен и узлы замен в спецификациях изделий

Ведомости замен

Разрешения на временное отклонение от КД

В конструкторской документации (КД) промышленных предприятий обычно имеют место различные замены. Если КД ведется в виде твердых копий документов, информация о заменах конструкторских элементов в спецификациях пишется в поле примечания.

Включение элементов замены в содержимое спецификаций — не единственный способ ведения данных о заменах, например часто заводятся отдельные документы о заменах, такие как ведомости замен и разрешения на временное отклонение от КД.

При ведении данных о структуре и составе изделий в электронной форме в составе PDM/PLM-систем используемая в системах информационная модель будет соответствовать реальности только в том случае, если она включает и электронную модель управления заменами.

В данной статье представлен опыт управления заменами в электронной КД в составе системы Omega Production.

С точки зрения конструктора, замены в КД можно разделить на влияющие и не влияющие на функциональные свойства изделий.

В зависимости от требуемых функциональных свойств изделий, управление заменами элементов в КД, вследствие значительного объема и специфики функциональности, обычно выделяется в отдельный блок задач управления конфигурациями изделий. Функциональность Omega Production в части управления конфигурациями изделий рассматривалась в «САПР и графика» № 8’2006, а также в более ранних публикациях.

Замены конструкторских элементов в спецификациях, не связанные явно с функциональными свойствами изделий, могут быть обусловлены различными причинами: отсутствием или частичным отсутствием нужных элементов на предприятии во время изготовления изделий; необходимостью замены отдельных элементов в зависимости от предприятия — производителя изделия; необходимостью подбора элементов для получения нужных значений выходных параметров.

При этом источником данных о заменах может быть конструкторская документация (то есть данные о допустимых и возможных заменах предварительно вносятся конструкторами в КД) или разрешающие документы на отклонение от КД, которые обычно в архивную документацию не вносятся, но действуют на составы изделий в производстве с ограничением по времени и партиям (комплектам) изделий.

Разработчиками системы Omega Production накоплен большой опыт по реализации задач управления заменами в КД для машиностроительных и приборостроительных предприятий. Все замены производятся в рамках электронного технического документооборота, что позволяет сохранить естественные функции при управлении КД и в то же время использовать электронную КД для расчета ресурсов и управления производством в рамках корпоративной информационной системы.

Рассмотрим более подробно основные элементы и документы по управлению заменами в конструкторской документации, используемые в системе, условия и механизмы их действия.

Блоки замен и узлы замен в спецификациях изделий

Наиболее распространенным способом ведения замен конструкторских элементов является включение элементов-заменителей в ту же спецификацию, где находятся и заменяемые элементы. Заменяемые элементы вместе с заменителями образуют блок замен, в котором элементы делятся на группы, поэтому обеспечивается возможность замен m/n-элементов. При этом отсутствуют ограничения на систему установки позиций для элементов блока замен. Они могут иметь разные позиции, одну и ту же позицию для всех элементов блока замен или вообще не иметь позиций.

Пример представления блока замен в электронной спецификации приведен на рис. 1.

Рис. 1. Блок замен в спецификации

Рис. 1. Блок замен в спецификации

Обработка блока замен при расчете состава узла или изделия зависит от вида замены в блоке замен. В настоящее время используются три основных вида замен, имеющие следующие наименования: замена по наличию, замена по производителю, подбор. В любом случае состав блоков замен и вид замен определяют и изменяют конструкторы. Блок замен входит в спецификацию, поэтому изменение состава блока замен является изменением спецификации.

В заменах по наличию предполагается, что технологи или производственные службы могут менять активность элементов блоков замен, делая активными те элементы, которые имеются в данный момент на предприятии и используются при сборке.

В заменах по производителю выбор активных элементов определяется предприятием — производителем элементов, вошедших в блок замен. Замены в данном случае могут быть связаны с разными технологиями и технологическими ограничениями на предприятиях-производителях.

Замены по подбору предполагают выбор тех элементов блока замен, которые обеспечивают нужные технические характеристики или выходные параметры узла.

Преимуществом использования блоков замен в спецификациях являются полное соответствие стандартам ЕСКД и простота обеспечения целостности данных, поскольку основные элементы и их заменители находятся в одном конструкторском документе.

Однако такой подход имеет следующие основные ограничения:

  • если заменяемый элемент спецификации имеет много входимостей, то при частой смене и добавлении заменяющих элементов приходится каждый раз изменять те спецификации, куда входит заменяемый элемент;
  • ввод заменяющих элементов в спецификацию приводит к ее изменению. Поэтому определять блоки замен в спецификациях могут только предприятия — владельцы КД или подразделения — владельцы КД. В то же время замены нужно обеспечить и на предприятии — производителе изделий, которое не является владельцем КД.

Для преодоления первого из ограничений может быть использован механизм узлов замен. Узел замен является некоторым фиктивным узлом, состоящим из одного блока замен. При добавлении или изменении заменяющих элементов обновляется только сам узел замены, а узлы, в которые он входит, имеют прежнюю структуру. Поэтому ввод, например, нового прочего изделия-заменителя может быть выполнен с минимальной трудоемкостью.

Наиболее часто применяемым способом преодоления второго ограничения является ведение данных о заменах в отдельных документах — ведомостях замен.

В начало В начало

Ведомости замен

Ведомости замен являются часто используемыми документами для ведения данных о заменах электрических элементов для изделий приборостроительных предприятий, а также данных о заменах покупных комплектующих для изделий машиностроительных предприятий. По электрическим элементам, как правило, существует много аналогов от разных производителей, происходит быстрая сменяемость номенклатуры, что при ведении блоков замен в спецификациях должно приводить к их частому изменению.

По нашему опыту, ведение замен конструкторских элементов в виде отдельных документов, ведомостей замен, обусловлено двумя основными предпосылками:

  • попыткой конструкторов уменьшить трудоемкость ведения данных о заменах в собственной конструкторской документации;
  • необходимостью для конструкторов предприятия — производителя изделий вести данные о заменах элементов в спецификациях внешней разработки, владельцами которых они не являются.

Ведомости замен, как правило, включают заменяемые элементы и заменители по разным узлам (спецификациям) относительно крупного узла или изделия в целом, а также могут содержать данные о заменителях относительно таких документов, как Перечень элементов и Ведомость покупных изделий.

В Omega Production ведомости замен реализованы в виде электронных структурированных конструкторских документов. Поскольку структура содержимого ведомостей замен не стандартизована, для разных предприятий структура содержимого может варьироваться. Пример одного из вариантов содержимого ведомости замен приведен на рис. 2.

Рис. 2. Содержимое ведомости замен

Рис. 2. Содержимое ведомости замен

В содержимом ведомости замен может не только определяться входимость элементов, по которым задаются замены, но и ограничиваться применяемость замен по данным элементам, то есть ограничивается список конечных изделий, в которых действуют замены.

Ведомости замен являются документами и включаются в состав документации узла или изделия (рис. 3). В отличие от других структурированных документов, таких, например, как Ведомость покупных изделий или Перечень элементов, ведомость замен должна воздействовать на состав изделия. Поэтому в системе Omega Production обеспечивается единство состава изделия на основе спецификации и ведомости замен.

Рис. 3. Документация изделия с ведомостью замен

Рис. 3. Документация изделия с ведомостью замен

При использовании ведомостей замен гораздо труднее обеспечить логическую целостность данных, поскольку данные о структуре и составе узла находятся не в одном документе-спецификации, а в двух документах — в спецификации и ведомости замен. Для обеспечения целостности данных определен ряд функций контроля целостности при проведении изменений.

Система Omega Production позволяет рассчитывать состав изделий с учетом элементов-заменителей из ведомости замен, устанавливать маршруты, нормативы и технологические процессы для элементов-заменителей ведомостей замен и таким образом оптимально использовать данные элементы при планировании, в расчетах требуемых ресурсов и учете в производстве.

В начало В начало

Разрешения на временное отклонение от КД

Практически каждое предприятие машино- или приборостроения имеет стандарт, разрешающий временное отклонение от конструкторской документации при производстве изделий на основе соответствующего документа. Такие отклонения могут определяться на время или на партию изделий. В соответствии со стандартом такие отклонения не вносятся в конструкторскую документацию, но воздействуют непосредственно на состав изделий в производстве.

Основные случаи использования разрешений на временное отклонение от КД:

  • необходимость замен комплектующих или материалов по инициативе служб снабжения;
  • потребность быстрого внесения изменений в производство с последующим оформлением и проведением изменений по процедуре;
  • необходимость использования в производственных составах изделий тех элементов, по которым продолжается подготовка производства.

В системе Omega Production разрешения на временное отклонение от КД реализованы в виде электронных структурированных документов. Пример карты разрешения на временное отклонение от КД приведен на рис. 4.

Рис. 4. Разрешение на временное отклонение от КД

Рис. 4. Разрешение на временное отклонение от КД

После утверждения разрешения содержащиеся в нем изменения начинают действовать (включаются) на электронную конструкторскую документацию, имеющую производственный статус.

Действие карты разрешения на электронную КД продолжается до срока окончания ее действия или до отмены действия по команде уполномоченного пользователя.

Карты разрешения на временное отклонение могут определять не только замены конструкторских элементов в спецификациях, но и замены технологических материалов, из которых изготавливаются детали. Замены материалов могут повлечь за собой изменения маршрутов, норм расхода материалов, технологических процессов. В системе обеспечивается ввод и ведение всей необходимой технологической информации во время согласования карты разрешения.

Реализация в системе Omega Production используемых на предприятиях механизмов и документов о заменах позволяет иметь в системе адекватную реальности информационную модель структуры и состава изделий и выполнять на ее основе более точное планирование и учет производства.

В начало В начало

САПР и графика 5`2007